Moinhos LOESCHE para cimento e escória de

Moinhos LOESCHE
para
cimento e escória de
alto forno granulado
A tecnologia da Loesche –
sempre um passo à frente
A moagem de clínquer de cimento e de escória
granulada de alto forno em moinhos de moagem de
rolo (moinhos de moagem de retirada de ar pela vertical) é uma tecnologia introduzida pela LOESCHE.
O primeiro uso de um moinho LOESCHE com um
diâmetro de pista de somente 1,1 metro, foi realizado no longínquo ano de 1935. No entanto, o grande
avanço tecnológico na moagem deste tipo de material em um moinho de rolador vertical não ocorreu
senão no início dos anos 90.
1935
O primeiro moinho LOESCHE para a moagem de clínquer de cimento, um LM 11, foi
comissionado em João Pessoa, Brasil. No
ano anterior, E. G. Loesche havia viajado para
lá pelo Zeppelin para assinar o contrato.
1985
Moinhos para moagem de cimento e de
escória granulada de alto forno foram instalados na Ásia sob licença da LOESCHE.
1994
A tecnologia 2 + 2, que foi especialmente
desenvolvida para a moagem de cimento e
de escória granulada de alto forno, foi usada
pela primeira vez em um LM 46.2 + 2 para
moagem de cimento nas obras do moinho
de Pu Shin da Lucky Cement, em Taiwan.
1995
Um LM 35.2 + 2 entrou em produção em
Fos sur Mer, na Ciments Lafarge, França,
como o primeiro moinho para moagem de
escória granulada de alto forno.
1999
O primeiro LM 56.2 + 2 foi instalado na
Cementos Pacasmayo no Peru.
2004
O qüinquagésimo moinho LOESCHE com
tecnologia 2 + 2 para moagem de cimento e
de escória granulada de alto forno foi vendido no mundo todo.
2005
O primeiro moinho com tecnologia 3 + 3, um
LM 56.3 + 3, foi comissionado nas obras de
Rajgangpur da OCL Ltd na Índia.
2006
O centésimo moinho LOESCHE para moagem de cimento e de escória granulada de
alto forno foi vendido no mundo todo.
2007
Mais de 140 moinhos LOESCHE para moagem de cimento e de escória granulada de
alto forno foram vendidos no mundo todo
Usina central de moagem para escória granulada de
alto forno LM 46.2 + 2, em Dunkirk, França, de 2005
2
O moinho para moagem de rolo carregado por
O processo completo de produção para o cimento
mola para moagem de carvão foi introduzido pela
foi otimizado no século XX. Durante muito tempo, no
LOESCHE nos anos 20. Desde o fim dos anos 30,
entanto, o processo de moagem de clínquer intensivo
os moinhos LOESCHE também têm sido utilizados
de energia não foi incluído nestes desenvolvimentos.
para moagem de matéria-prima de cimento. O maior
As exigências de qualidade para os vários tipos de
avanço tecnológico neste campo de aplicação ocor-
produtos de cimento também causaram um atraso na
reu nos anos 60..
introdução desta tecnologia de ponta para este setor.
Logo depois disso, a indústria de cimento expres-
Com a tecnologia LOESCHE, o sucesso foi alcan-
sou o desejo de produzir o produto acabado final,
çado na produção de aglutinantes cementícios que
cimento, usando a moagem de moinho de rolo com
se conformam com os atuais requisitos dos padrões
mais eficiência de energia.
mundiais de cimento.
Os primeiros testes práticos na Ásia com a moagem
Os materiais para a moagem relacionados abaixo
de cimento usando moinhos LOESCHE mostraram
são usados hoje em dia como matéria-prima de alta
um comportamento inferior de funcionamento devi-
qualidade em moinhos CS LOESCHE. Alguns foram
do à formação insatisfatória do leito de moagem.
considerados anteriormente como produtos residuais.
Eles podem ser moídos ou individualmente ou como
A aplicação deste conhecimento conduziu a uma
uma mistura.
solução patenteada na forma de um moinho
LOESCHE modificado para moagem fina: o LM – CS
Os moinhos LOESCHE podem ser ajustados de
(cimento / escória). Neste moinho, os rolos prepa-
modo que em poucos minutos é obtida uma qualida-
ratórios (rolos de suporte) assumiram a preparação
de diferente de produtos, adaptada em poucos minu-
do leito de moagem e os rolos de moagem (rolos
tos para uso em várias qualidades de produto.
máster) realizaram a moagem.
Materiais para moagem, os quais são moídos em diferentes misturas nos moinhos CS da
LOESCHE para produzir aglutinantes
Aparência
Tamanho do grão/Finura
Umidade da mistura
Clínquer
Duro, abrasivo
< 30 mm
Seco
Escória granulada de
alto forno
Vítrea, abrasiva
< 5 mm
Até 15%
Gesso
Principalmente
duro REA* macio, espesso
< 50mm
10% a 25%
Calcário
Duro
< 50 mm
5% até 10%
Pozolana, trasse
Duro ou macio
10 a 50 mm
Até 25%
Cinza de carvão – úmida
Espessa
Empelotada
< 25%
Cinza de carvão – seca
Pó
2.000 – 5.500 cm2/g
Seco
* Gesso de usinas de desulfurização de gás de combustão
3
O benefício e a satisfação do cliente são as nossas
mais altas metas
Qualidade e confiabilidade desde o começo. Estas
taxas de produção dos moinhos LOESCHE (até
são as características das vantagens dos moinhos
1.100 t/h por matéria-prima de cimento e 350 t/h
de moagem LOESCHE que têm sido reconhecidos
para CS).
em todo o mundo. Isto está baseado não somente
no número e tamanho dos moinhos vendidos, mas
A LOESCHE proporciona uma parceria competente
também pelo grande número de pedidos repetidos.
aos clientes – de engenharia a serviços de cliente e
Já em 1928, quando o primeiro moinho LOESCHE
do planejamento pontual do projeto ao manuseio de
foi colocado no mercado, o princípio de moagem do
uma usina com máxima disponibilidade.
moinho de moagem de rolo vertical, com uma pista
de moagem acionada e rolos carregados por mola
Nosso princípio é: “Cada moinho de moagem
foi comprovado como sendo particularmente efici-
LOESCHE deve ser um moinho de referência”.
ente quanto à energia e reduzia o uso de recursos
naturais. Esses benefícios dos moinhos LOESCHE
Os seguintes recursos são a base de nossa com-
estão se tornando cada vez mais significativos na
petência::
atualidade, pois os tamanhos das usinas aumentam
e um uso mais eficiente de energia primária se torna
mais importante.
Planejamento e construção de usinas de
moagem em turn-key para clínquer de cimento e de escória granulada de alto forno
Moinho de moagem de
rolo LM 56.3 + 3 CS da
LOESCHE em Settat,
Marrocos, 2006
4
Além disso, é possível uma economia considerável
nos custos de investimento através de elevadas
Conceitos de usina adaptados desde o
design ao comissionamento
Soluções individuais através de tecnologia de
processo otimizado
Soluções de atributos comuns para componentes com base principalmente em componentes cambiáveis para os moinhos de
em desenvolvimentos técnicos adicionais
Suprimento ilimitado de peças de reposição
(para pronta entrega)
Certificação de acordo com EN ISO 9001:
2000
clínquer de cimento e de matéria-prima de
cimento, e incluindo o uso de acionamentos
de engrenagens idênticas
Assistência técnica ao cliente – uma garantia
de operação confiável da usina. Assessoria
Moinho de clínquer LM 56.3 + 3 em
construção em Xin Zhou, na China, 2007
Moinho de moagem de rolo LM 46.2 + 2 S da
LOESCHE em Purfleet, Grã-Bretanha, 2001
Moinho LM 56.3 + 3 CS em construção em Ras al Khaimah,
Emirados Árabes Unidos, 2007
5
Princípio funcional, construção e função
Princípio funcional dos moinhos CS
LOESCHE
uma ótima moagem fina e ao mesmo tempo ocasio-
O material a ser moído é esmagado entre a pista de
Devido à diferente estrutura de material do clínquer
moagem giratória e os rolos de moagem guiados
do cimento e da escória do alto forno comparada
individualmente.
ao calcário e carvão, são exigidas forças mais com-
nam um desgaste mínimo.
pressivas de moagem, com uma força mínima de
A moagem é realizada primariamente através da apliRolo e suporte máster
da tecnologia do LOESCHE
2+2 e 3+3
cisalhamento.
cação vertical de força compressiva, o efeito secundário sendo a força de cisalhamento horizontal.
Isto é alcançado através do design de geometria
dos rolos (largura do rolo menor) e a distância
Em comparação com a moagem de matéria-prima de
aumentada do rolo a partir do centro da câmara de
cimento, carvão e outros minerais, fatores adicionais
moagem.
de influência para a moagem fina de escória granulada de alto forno e de clínquer devem ser considera-
Os produtos a serem moídos diferem dos materiais
dos. Estes fatores são os seguintes:
previamente processados em moinho de moagem
-
Escória granulada de alto forno – tamanho do
de rolos principalmente em razão do tamanho exigi-
grão de alimentação:
do do grão de produto e das tensões compressivas
Normalmente 0 mm – 5 mm de comprimento de
elevadas de material.
-
borda
–
Tamanho do grão de alimentação do clínquer de
Produtos ultrafinos não podem ser produzidos em
cimento: normalmente 0 mm – 25 mm de compri-
moinho de moagem de rolo com uma aspiração
mento de borda. Aqui a maior fração quantitativa
vertical de ar sem que medidas específicas sejam
do tamanho do grão de alimentação do clínquer
tomadas para impedir a vibração aumentada do
está entre 50 µm e 100 µm, ou seja, na faixa do
moinho.
tamanho do produto final da farinha grossa bruta
–
–
do cimento.
Em razão de condições friccionais prevalecentes, o
O clínquer do cimento é seco e quente, ou seja,
pó aerado se comporta muito semelhantemente a
a temperatura é tipicamente > 100°C
um líquido. Cada rolo tem que preparar seu próprio
A finura do produto está na faixa de tamanho do
leito de moagem através de aeração e pré-compac-
grão de 2 µm a 50 µm von 2 µm bis 50 µm.
tação. Estes processos ocorrem consecutivamente,
e a vibração do moinho é conseqüentemente difícil
Os eixos dos rolos, que estão com 15° de inclinação
de ser evitada.
com relação ao leito de moagem, proporcionam
Princípio funcional do sistema LOESCHE 2+2 / 3+3 com rolo máster e de suporte
Material de carga
Rolo M
Rolo S
Movimento do leito de material
e de moagem
Ventilação précompactação
6
Compactação, moagem
Expansão
Construção do moinho LM-CS
Os seguintes recursos são novos para o clínquer
e para a escória granulada de alto forno:
Com o novo conceito do moinho LM-CS, são solucionados os problemas de vibração.
Pressão de moagem específica significativamente mais alta
São usados rolos de design diferente para tarefas
Pressão de moagem variável durante a moagem
separadas na moagem ultrafina – ou seja, prepara-
A magnitude da pressão de moagem depende
ção e moagem.
da finura exigida (área de superfície específica
de acordo com Blaine)
É retido o princípio básico bem conhecido de
um moinho LOESCHE, com o sistema modular
patenteado em 1970:
Combinação do rolo de moagem com o rolo de
suporte como sistema “M+S”
Módulo do rolo M
Nova designação de moinho, por exemplo, “LM
56.2+2 CS” ou “LM 56.3+3 CS”, dependendo do
Rolos cônicos posicionados sobre uma pista de
moagem horizontal
Guiamento individual de cada rolo em um braço
fixo de balancim
Guiamento preciso e de suporte do braço do
balancim em mancais do rolo, em um suporte
com um sistema integrado de mola
Tensionamento de mola hidropneumático do sistema do braço do balancim
Vão paralelo de moagem entre os elementos de
moagem
número de pares de rolo usados (C = cimento;
S = escória).
Velocidade diferencial pouco baixa do rolo de
moagem para a pista de moagem
Movimento puro de moagem do rolo S
Baixo desgaste específico com a moagem
ultrafina. O revestimento duro dos componentes
de moagem dentro do moinho é possível com
equipamentos de solda móveis. O revestimento
duro é obtido usando o acionamento de serviço
integrado na caixa de engrenagem principal.
Nenhum contato metálico dos elementos de
moagem, esteja a pista de moagem vazia ou
cheia, através do uso de uma parada de amortecedor mecânico.
Rolo M e rolo S em posição de funcionamento
Módulo do rolo S
7
Amortecedor para o rolo S para o posicionamento mecânico da altura
Descarga contínua de partículas de ferro da
escória granulada de alto forno, ou seja, aumento significativo na vida útil dos componentes da
moagem
Qualidade consistente de produto durante a
vida útil dos componentes da moagem através
da manutenção do vão paralelo da moagem
para uma extensão maior (geometria de contato
constante)
Os rolos S menores do que os rolos M, desde
que estes sejam usados somente para preparação
Separação de tarefas: os rolos S preparam o
leito de moagem, os rolos M executam a moagem – portanto o moinho opera com níveis baixos de vibração
Apesar das diferentes dimensões, os rolos M
e os rolos S podem girar a partir da câmara de
moagem usando os mesmos equipamentos
hidráulicos auxiliares para um serviço fácil e
rápido
O sistema modular dos moinhos de cimento e de
escória granulada de alto forno é complementado
Aberturas de saída para partículas estranhas
pelo novo módulo do “rolo S”
O módulo do “rolo S” consiste do rolo, do braço
do balancim de alavanca, do sistema de pressão hidráulica e dos mancais, que são todos
integrados na cobertura da carcaça. Em razão
de sua construção simples e das baixas forças
a serem transmitidas, o “módulo de rolo S” com
suas submontagens está projetado como uma
unidade funcional completa
Os principais componentes, como, por exemplo,
o braço do balancim, os rolos M, o sistema de
mola, os mancais do rolo, etc., no sistema modular LOESCHE podem ser trocados entre tamanhos de moinho relacionados para a matériaprima de cimento e da moagem do cimento
Caixas de engrenagem idênticas podem ser
fornecidas para matéria-prima e moinhos de
cimento de tamanho semelhante.
Aberturas de saída para partículas estranhas
Solda do pneu do rolo no moinho
8
Acionamento de serviço
LM 46.2+2, Carboneras, Espanha
Amortecedor
Rolo M: braço do balancim em posição de
funcionamento
Mangueiras hidráulicas de alta pressão
Acumulador de bexiga 5
Rolo S: braço do balancim em posição de funcionamento
Cilindro hidráulico
9
15
1
2
13
14
4
6
5
11
3
10
7
12
18
20
19
16
17
21
10
9
8
Função do moinho
O material de alimentação é descarregado no moinho através de
uma câmara de compressão
mesa de moagem giratória
3
de moagem. O cimento Portland do clínquer puro com a adição
um tubo de descida ao centro da
de gesso é moído sem o gás quente no moinho LOESCHE (exceto
o material magnético de procedên-
durante a inicialização da usina). Neste caso, o teor baixo de umi-
1
cia desconhecida é desviado do material de alimentação antes
de atingir o alimentador giratório
dade é evaporado através do calor da moagem.
e é removido através de um
1
tubo de descida dividido em seções
o material a ser moído
2
se movimenta na pista de moagem em direção à borda da mesa
O moinho é acionado por um motor elétrico
de moagem sob o efeito da força centrífuga e deste modo passa
caixa de engrenagem vertical
sob os rolos de moagem / rolos M
16
através de uma
17 .
carregados hidropneuma-
Não são necessários motores com um torque aumentado de parti-
ticamente por mola. Estes reduzem a pó o material enquanto os
da. Um mancal de escora segmentado no topo da caixa de engre-
rolos S menores
nagem absorve as forças do rolo.
5
4
, cada um dos quais operam entre os rolos M,
suportam a preparação do leito de moagem mediante a deareação
e a pré-compactação. Os rolos são forçados para cima conforme
Antes de iniciar o processo de moagem, os rolos M são ergui-
rolam no leito de material. Ao mesmo tempo, a unidade funcional
dos hidraulicamente da pista de moagem. Para isso, a pressão
é deflectada, consistindo do rolo M
, da haste
do óleo nos cilindros hidráulicos é revertida do lado de carga da
. O pistão deslo-
mola para o lado da contrapressão. Deste modo, o moinho pode
da mola
7
4
, do balancim
e do pistão do cilindro hidráulico
8
6
ca o óleo da câmara do cilindro superior nas unidades de acumula-
ser iniciado (vazio ou cheio) com um torque baixo de início – em
dor da bexiga cheia de gás
aproximadamente 40% do torque operacional. O amortecedor e
9
. As bexigas de borracha cheias de
nitrogênio nas unidades do acumulador são comprimidas e atuam
o levantamento automático dos rolos M
como molas de gás.
ocorra nenhum contato metálico entre os elementos da moagem
A parada do amortecedor
10
impede o contato do rolo de moa-
gem com o leito da pista de moagem.
Raspadores
18
19
asseguram que não
quando do início do moinho sem o material. Não é exigido um
assim denominado “acionamento auxiliar” para a inicialização na
transpotam os rejeitos via o canal circular
o tranportador de rejeito
4
20
para
.
velocidade de matéria vidrosa. Os rolos de suporte
5
são tam-
bém erguidos quando do início do moinho.
A rotação da mesa de moagem faz com que o material moído dos
Os componentes da moagem sujeitos a desgaste – os pneus
rolos M para serem atirados para fora sobre a borda da mesa. Na
do rolo e segmentos da mesa – podem ser substituídos rápida
área do anel da represa com veneziana
e facilmente. As partículas de matéria estranha que sejam par-
de moagem
12
3
11
, que circunda a mesa
, a corrente de gás quente direcionada para cima
captura a mistura do material moído e do material ainda a ser
moído e transporta isso para o classificador
configurações do classificador
13
13
. Dependendo das
, é rejeitado o material grosso.
Isto cai no cone de retorno da granulação interna
vido para a mesa de moagem
3
14
e daí é devol-
para ser novamente moído sob
ticularmente difíceis de serem moídas (partículas de ferro da
escória granulada de alto forno) causam desgaste local quando
se acumulam no leito de moagem. Neste caso, os equipamentos
de solda móvel, que operam dentro do moinho estão disponíveis
para recobrimento endurecido dessas partes. A rotação dos componentes de moagem durante a soldagem é obtida mediante o
os rolos. O material do produto final passa pelo classificador e é
uso de um acionamento de serviço
transportado do moinho LOESCHE com a corrente de gás
de energia.
15 .
21
com consumo muito baixo
Quando os cimentos misturados da moagem e a escória granulada
Os moinhos LOESCHE para moagem de escória pura granulada
de alto forno úmida, a água contida no material de alimentação
de alto forno são equipados com dispositivos para a remoção
evapora espontaneamente através do contato intimo com a cor-
contínua das partículas de ferro. Este método aumenta signifi-
rente de gás quente. A temperatura de saída exigida do moinho de
cativamente a vida útil dos componentes de moagem entre as
80 ºC até o máximo de 130 ºC , é portanto, já obtida na câmara
operações de recobrimento endurecido.
11
Dimensionamento da seleção de moinho – Dimensões –
Modelos – Acionamentos
Os parâmetros padrão para dimensionar os moinhos
prima de cimento que foram comprovados na
CS LOESCHE são:
prática.
– condição de esmerilhamento
– umidade e
Os tipos de moinho para cimento e para escória
– finura de produto
granulada de alto forno são mostrados na tabela
Estes são os fatores decisivos.
seguinte. Em seu design, eles seguem o “Princípio
M+S” (com rolos máster e de suporte) de acordo
– A pressão específica de moagem é aproximada-
com o arranjo “n+n”, ou seja, “2+2” ou “3+3”, cor-
mente 30% a 40% mais alta do que a matéria-
respondendo ao número de rolos M e S.
prima do cimento.
– É retido o princípio da moagem.
É concebível o desenvolvimento de unidades
– É retida a construção do acionamento, consistin-
ainda maiores com produções maiores. Com
do de motor, acoplamento e caixa de engrenagem
base nos módulos já usados na prática, ambos
com o mancal de escora integrado segmentado.
para os rolos M e os rolos S, podem ser obtidas
– Em casos específicos, quando de pedido de um
facilmente soluções para moinhos no tipo de
moinho de matéria-prima e moinho de cimento
construção “4+4”. Isto representaria um desenvol-
ao mesmo tempo, podem ser usadas caixas de
vimento de tamanho lógico de moinhos de matéria-
engrenagem absolutamente idênticas para ambas
prima de cimento para moinhos para moagem
as aplicações. Isto significa que não somente as
ultrafina de clínquer e de escória granulada de
dimensões físicas são as mesmas, mas também a
alto forno.
potência instalada, a velocidade de entrada e de
saída, o acoplamento e o motor do moinho.
As condições prevalecentes na tecnologia de
processo, bem como, as exigências de mercado e
São ainda usados submontagens e elementos
do cliente serão os fatores decisivos na obtenção
estruturais provenientes de moinhos de matéria-
desta meta de desenvolvimento.
Modelos LM-CS com detalhes das dimensões estruturais, produção e potência de acionamento (valores aproximados)
A* –
LM 69.3+3
4.650 KW
LM 56.2+2
14,5
22,5
13,5
20,0
13,5
20,0
11,5
19,0
11,0
17,5
10,5
16,0
9,5
15,0
8,5
13,0
4.300 KW
LM 48.3+3
3.750 KW
LM 46.2+2
3.150 KW
LM 41.2+2
2.500 KW
LM 35.2+2
1.600 KW
0
50
A
100
150
200
250
300
350
grossa
OPC 3.200 cm2/g – Cimento Portland comum
GGBS 4.200 cm2/g – Escória granulada moída de alto forno
12
23,0
5.300 KW
LM 53.3+3
facilidade
16,0
6.600 KW
LM 56.3+3
Dificuldade
Condição de esmerilhamento
[m]
7.800 KW
LM 63.3+3
Finura
Fina
H
[m]
Produção (t/hr)
* impressão digital
Naturalmente, os acionamentos do moinho devem
para as caixas de engrenagem. Isso torna possíveis
também ser adaptados ao aumento de tamanho dos
aumentos adicionais na capacidade de acionamento
moinhos LOESCHE.
do moinho sem a necessidade de desenvolver um
novo conceito de construção.
Com os moinhos LOESCHE, o método modular
de construção tem sido consistentemente utilizado
O moinho de moagem de rolo LOESCHE LM 56.2+2 em Ras al
Khaimah, Emirados Árabes Unidos, 2007
O moinho de moagem de rolo LOESCHE LM 35.2+2 em Rouen,
França, 2003
O moinho de moagem de rolo LOESCHE LM 46.2+2 em Dunkirk,
França, 2005
O moinho de moagem de rolo LOESCHE LM 46.2+2 em Bilbao,
Espanha, 2004
13
Matérias-prima para moagem
O moinho de moagem de
rolo LOESCHE LM 35.2+2 em
Fos sur Mer, França, 1995
O cimento é um material de construção que na base
Numa medida crescente, matérias-primas secun-
de reações químicas endurece com água e no uso
dárias adequadas, que são produzidas como deri-
retém dureza e durabilidade, tanto sob condições
vados de outros processos indústrias de produção,
atmosféricas quanto sob água.
são usadas para a produção do clínquer, isto inclui:
O principal componente é o clínquer do cimento
–
lama calcária do tratamento de água potável
Portland.
–
cinza de carvão proveniente de termelétricas
movidas a carvão, etc.
Para produção de clínquer, são usadas matériasprimas naturais e secundárias.
A fim de proteger os recursos de combustíveis
naturais e de matéria-prima e, portanto, reduzir a
A mistura de matéria-prima para a produção do clín-
emissão de dióxido de carbono que influencia o
quer consiste do seguinte:
clima, são usadas matérias-primas secundárias,
– calcário
combustíveis secundários e materiais substitutos
– marga calcária
para uma parcial substituição do clínquer na moa-
– argila
gem do cimento.
– areia e
– catalisadores de ferro
O uso desses materiais substitutos não é somente
para proteção ambiental, mas também tem uma
Os requisitos da matéria-prima são abrangidos prin-
vantagem econômica, pois, esses derivados estão
cipalmente por fontes naturais.
normalmente disponíveis a preços consideravelmente inferiores do que o clínquer do cimento Portland.
A indústria de cimento é um setor de grande consumo de energia, e como tal está fazendo todo o
esforço para economizar matérias-primas primárias
e combustíveis.
14
A tabela a seguir mostra os mais importantes materiais substitutos que são usados no mundo inteiro para
a substituição do clínquer.
Materiais
latentes hidráulicos endurecem
Escória granulada de alto forno
após moagem fina e mistura com água com iniciadores alcalinos e/ou de sulfatos.
Materiais
pozolônicos contêm somente uma
pequena quantidade de óxido de cálcio e não
endurecem independentemente. Portanto, exigem
Pozolanas naturais / cinza de carvão /
areia de caldeira / pó de sílica / arroz
calcinado
um catalisador que libere Ca(OH)2 após a mistura
com água para torná-los endurecidos.
Materiais
inertes (ou enchedores) não estão
Calcário
envolvidos em uma reação de endurecimento, ou
somente numa pequena medida. Eles são usados
principalmente para suplementar a composição do
tamanho do grão, encher os vazios entre os grãos,
reduzir a exigência de água de mistura e compactar
a estrutura
Escória granulada de alto forno (HS, GBFS): A
escória de alto forno granulada, vítrea é obtida
como um produto derivado da produção de ferro
gusa no alto forno. Ela é formada de componentes
secundários do minério de ferro, cinza do coque
e possivelmente também de aditivos, como, por
exemplo, calcário. A escória sai do alto forno como
uma fusão viscosa sob temperatura aproximadamente entre 1350ºC e 1550ºC.
Para uso em cimento é exigido um resfriamento
rápido. A escória líquida é resfriada em banho de
água tão rapidamente que se solidifica resultando
principalmente num material vítreo.
A escória granulada de alto forno consiste de grãos
com lascas com um comprimento de borda aproximadamente entre 0,3 e 5 mm, e pode ter um teor
de umidade de atéa 30%. Após a remoção preliminar da água, a escória granulada de alto forno é
passada para o moinho com um teor de umidade
de < 15%.
As Pozolanas naturais de maior importância econômica são depósitos de cinza vulcânica. O nome
é derivado da cidade italiana, Pozzuoli, situada aos
pés do Vesúvio. Sua reatividade está baseada no
seu elevado teor de vidro. As Pozolanas também
incluem a trasse da região do Reno.
caldeiras de vapor. A maior parte (aproximadamente
80%) dos resíduos da combustão é liberada da
câmara de combustão com o gás de combustão e
separada por precipitadores eletrostáticos, filtros de
saco ou ciclones. A parte restante desses resíduos
de combustão é a cinza do fundo que é produzida
na base da câmara de combustão e é removida
com um dispositivo de raspagem. É feita uma distinção entre as cinzas de carvão betuminoso e as
cinzas de carvão de linhita. As cinzas de carvão têm
partículas solidificadas principalmente esféricas,
predominantemente vítreas e são caracterizadas
por seu elevado teor de SiO2 e de Al2O3.
O Fumo de sílica é obtido durante a extração de
silicone e de ligas de silicone na fornalha de arco
elétrico. O fumo de sílica consiste principalmente
de dióxido de silicone amorfo, de granulação muito
fina, SiO2.
Cascas de arroz calcinado: as cascas, que são
obtidas em grandes quantidades durante o beneficiamento do arroz, são queimadas e usadas
como fonte de energia. A cinza que é produzida
contém mais de 90% de dióxido de silicone. Se a
temperatura de combustão não superar 600ºC, o
dióxido de silicone está presente principalmente no
estado amorfo na forma de partículas irregulares
de fina granulação com uma elevada reatividade
pozolônica.
Pozolana artificial: Pó de carvão (FA, Puzzolan)
é o resíduo da combustão fina do pó de carvão em
15
Os compostos de sulfato de cálcio são importantes
como reguladores de comportamento de configuração
e são usados em formas diferentes:
– gesso (CaSO4 . 2H2O)
– semi-hidratado (CaSO4 . 0,5 2H2O)
– anidrito (CaSO4)
– ou suas misturas.
Clínquer
Escória granulada de alto
forno
Minério de Ferro
Argila
Calcário
Gesso natural
Silicasand
Cinza de carvão
À parte de materiais de CaSO4 natural esses compostos são também obtidos como produtos derivados em certos processos industriais.
A fim de cumprir os requisitos da indústria de materiais de construção é exigido um conhecimento
exato das propriedades dos materiais que devem
ser moídas, individualmente ou como misturas. Há
diferenças consideráveis nas propriedades desses
materiais, dependendo de sua origem e composição química. Isto é evidente durante a pulverização
do consumo específico de energia e desgaste dos
componentes da moagem. Os dados quantitativos
sobre isto podem ser obtidos com o auxílio de testes de moagem. Ao projetar os moinhos, são usados
dois importantes métodos de teste para determinar
os parâmetros da condição de esmerilhamento.
Teste 1 de moagem: o moinho de moagem de teste
da LOESCHE em operação contínua. Determinação
do fator de esmerilhamento “MF” da LOESCHE.
Teste 2 de moagem: o aparato ZEISEL no processo
de lote. A determinação da condição de esmerilhamento de acordo com o ZEISEL (kWh/t).
O teste da LOESCHE é sempre usado quando
tidade de uma amostra representativa do material
quantidades suficientes de material para moagem
para moagem, que seja insuficiente para moagem
estão disponíveis. O teste ZEISEL deve ser usado
no moinho de teste da LOESCHE.
se estiver disponível somente uma pequena quan-
Condição de esmerilhamento de acordo com Zeisel de clínquer e de escória granulada
de alto forno em 3.300 cm2/g.
30
No de amostras testadas:
clínquer: 159
escória granulada de alto forno: 140
Freqüência de amostras testadas (%)
25
20
clínquer
Escória granulada
de alto forno
15
10
5
0
20
30
40
50
60
Requisito específico de energia para consumo de força de acordo com Zeisel em 3.300 cm2/g [kWh/t]
16
Usinas completas de moagem com componentes
As usinas de moagem usando moinhos LOESCHE para moer
clínquer, o moinho pode ser operado parcial ou completamente
cimento e escória granulada de alto forno são caracterizadas prin-
com ar
cipalmente por sua construção simples. O material de alimentação
para a moagem é descarregado sobre a esteira de alimentação,
fresco de modo que seja obtido um efeito de resfriamento. Com
cuja capacidade de transporte pode ser regulada com um acio-
temperaturas do clínquer por exemplo de 150ºC é possível ajustar
namento de velocidade variável. Um imã de esteira e um detector
a uma temperatura de 90ºC na saída do moinho mediante a redu-
de metal para separar partes metálicas maiores estão situados no
ção do gás de recirculação e aumentando a entrada de ar fresco.
percurso do material para o moinho. O material em seguida passa
pelo moinho através de um alimentador giratório. Esses alimen-
Desta maneira, a temperatura do cimento, e, portanto, também a
tadores giratórios, que atuam como uma vedação de ar, foram
qualidade do cimento pode ser influenciada.
especialmente desenvolvidos, levando em conta as propriedades
abrasivas do clínquer e da escória granulada de alto forno, a ten-
O material (rejeito) caindo no canal do anel através do anel da
dência para endurecer as escórias mais granuladas de alto forno
veneziana é automaticamente limpo e transportado em uma
e os tipos de gesso sintético e o alto teor de umidade dos mate-
pequena tremonha com capacidade aproximadamente de 5 m3
riais aditivos da moagem, como, por exemplo, as Pozolanas. Os
através de uma transportadora encapsulada e um elevador de
alimentadores giratórios são protegidos do desgaste e podem ser
caçamba. As bases do silo nas células de carga de pressão que
aquecidos com gás de processo.
controlam a transportadora de descarga são de tal maneira que o
nível de enchimento do silo permanece constante.
O material é moído no moinho e secado, se necessário. Os moi-
Este controle também intervém no controle da corrente de material
nhos “n+n” têm duas entradas de gás quente. O gás de processo
fresco, de modo que o fluxo do material de alimentação fresco
é distribuído uniformemente na câmara de moagem por meio de
para o moinho, como a soma de material fresco e de material rejei-
cataventos de orientação. Após sair do leito da mesa de moagem,
tado, pode ser mantido constante. Quando da moagem de escória
o material moído é passado para o classificador com o gás. O
granulada de alto forno, um tambor magnético para separação das
produto moído em pó deixa o moinho e é separado em um filtro
partículas de ferro é instalado no sistema de transporte de rejeitos.
montado a jusante. O material de tamanho desproporcionado do
classificado retorna ao leito de moagem juntamente com material
Uma importante vantagem desses moinhos de moagem é que o
novo.
processo completo de moagem ocorre em um sistema fechado do
moinho e do filtro e nenhuma transportadora mecânica externa é
Como resultado da alta eficiência do filtro para a coleta do pó, o
adicionalmente exigida. Desta forma, não somente são eliminados
ventilador do moinho que está conectado a jusante do filtro não
os custos de manutenção para os equipamentos de transporte e
exige nenhuma proteção contra desgaste. O ventilador é geralmen-
dos pontos de transferência, mas também os equipamentos de
te equipado com um acionamento de velocidade variável.
extração de pó associados com isso.
O calor exigido para secar o material a ser moído é controlado
As máquinas pesadas que causam cargas dinâmicas, como, por
através do sistema de controle de processo, ou seja, é mantida a
exemplo, o moinho e o ventilador do moinho, são suportadas em
temperatura de saída do moinho. A energia de calor exigida pode
suas próprias fundações. Assim, a construção de aço necessária
ser obtida de várias fontes.
é limitada para suportar a construção para o filtro e para os equipamentos de alimentação. A maioria das usinas construídas até
Um gerador separado de gás quente não é necessário se estive-
agora tem sido erguida em um método aberto de construção, ou
rem disponíveis suficientes gases quentes supérfluos de outros
seja, sem um prédio para o moinho.
processos, ou seja, gás de exaustão do resfriador de cimento,
gases supérfluos pré-aquecidos de grandes geradores a diesel,
No entanto, se foi exigido um prédio para o moinho, o gasto para
etc.
isolação do ruído é pequeno comparado com uma usina de moi-
Na moagem de clínquer de cimento com gesso, o processo de
nho de bolas devido ao baixo nível de ruído do moinho.
moagem a seco não exige absolutamente nenhuma entrada de
calor adicional. Uma grande quantidade do gás de processo é
Em adição aos moinhos, a LOESCHE também desenvolve clas-
devolvida recirculada ao moinho para utilização de seu teor de
sificadores, geradores a gás quente e alimentadores de válvulas
calor – a parte remanescente deixa a usina através da chaminé.
giratórias.
Uma portinhola de ar fresco está localizada no duto de gás de
recirculação para o moinho. Com as temperaturas aumentadas do
14
25
27
6
26
7
16
4
9
20
17
17
17
17
23
8
19
21
26
24
10
1 Silo* de alimentação de
material (material úmido)
2 Silo* de alimentação de
material (clínquer, material seco)
3 Alimentador* de peso
4 Esteira transportadora
5 Imã* sobre a esteira
6 Detector de metais
7 Portal de desvio
8 Recipiente de metais de
procedência desconhecida
9
10
11
12
álvula giratória
Moinho da LOESCHE
Válvula giratória
inha de ar de vedação
com ventilador*
13 Sistema de borrifamento
de água*
14 Sistema de dosagem de
auxílio da moagem
15 Silo de alimentação de
material para o material
16
17
18
19
20
seco de finura elevada,
particularmente cinza
de carvão*
Filtro
Válvula giratória
Dispositivo* de medição de
fluxo de gás
Ventilador de gás de
processo
Chaminé com
amortecedor de chaminé
21 Linha de gás de ecirculação
com amortecedor
22 Amortecedor* de ar fresco
23 Gerador a gás quente
24 Sistema de rejeitos
25 Elevador da caçamba
26 Portal de desvio
27 Separador magnético do
tambor
* Estes itens não são exibidos aqui.
18
25
26
M
M
1
1
1
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M
6
M
M
M
M
8
M
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3
3
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M
5
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M
6
M
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M
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1 Silo de alimentação de
material (material úmido)
2 Silo de alimentação de
material (clínquer, material
seco)
3 Alimentador de peso
4 Esteira transportadora
5 Imã* sobre a esteira
6 Detector de metais
7 Portal de desvio
8 Recipiente de metais de
procedência desconhecida
Válvula giratória
Moinho da LOESCHE
Válvula giratória
inha de ar de vedação
com ventilador
13 Sistema de borrifamento
de água
14 Sistema de dosagem de
auxílio da moagem
15 Silo de alimentação de
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material para o material
seco de finura elevada,
particularmente cinza de
carvão
Filtro
Válvula giratória
Dispositivo de medição de
fluxo de gás
Ventilador de gás de
processo
Chaminé com
amortecedor de chaminé
21 Linha de gás de
ecirculação com
amortecedor
22 Amortecedor de ar fresco
23 Gerador a gás quente
24 Sistema de rejeitos
25 Elevador da caçamba
26 Portal de desvio
27 Separador magnético do
tambor
7
Classificador LSKS dinâmico
da LOESCHE
O classificador pode separar tamanhos de partí4
culas de até 1 µm (e gerar produtos com resíduos
de 1% R 10 µm). Os componentes mecânicos do
classificador em combinação com parâmetros
3
influentes de processo podem produzir várias dis5
tribuições de tamanho de partícula.
2
O classificador LSKS é capaz de operar em uma
6
eficiência de alta seleção para uma distribuição de
tamanho de partícula estreita, como também para
1
aquelas com uma distribuição de tamanho de particular maior.
A corrente de gás / partícula do moinho é passada
à câmara do classificador através do dispositivo
[2] de catavento de orientação estática. A mistura
de gás e sólidos flui através do catavento de orientação ajustável [2] e é apresentada ao rotor [3] do
classificador, com lâminas radiais, colocadas con-
Estrutura:
4
Eixo do rotor
1
Retorno de partícula fina
5
Carcaça
2
Catavento de orientação
6
Calha de alimentação do material
3
Rotor com lâminas do classificador
7
Descarga do material
centricamente.
O rotor acelera tangencialmente a mistura de gás
e sólidos. A força centrífuga produzida rejeita o
material de tamanho maior.
Através da seleção da velocidade do rotor, em
combinação com a corrente de gás e sua direção
de fluxo, o tamanho exigido de grão de separação
pode ser ajustado dentro de uma ampla faixa.
Um recurso especial deste tipo de classificador
é a contínua reclassificação da corrente de partículas rejeitadas pelo rotor. Quando as partículas
são atiradas para fora pela força centrífuga no vão
anular entre o catavento de orientação estática
e o rotor, elas são novamente sujeitas à corrente
O LSKS em um LM 56.3+3 sob construção
O LSKS em um LM 56.2+2 em fabricação
Rotor de um LSKS com lâminas de tiras
substituíveis
Acionamento do classificador LSKS
de gás direcionado para cima/para dentro. Deste
modo, as partículas aglomeradas podem ser facilmente separadas, de modo que sigam a corrente
de produto como grãos únicos e não caiam de
volta sobre a mesa de moagem com o material de
tamanho superior ao especificado como tamanho
maior aparente.
21
Gerador a gás quente da LOESCHE
Construção
1
Queimador
2
Combustível
3
Ar de combustão
4
Amortecedor do
queimador
5
Carcaça em espiral
6
Camisa perfurada
–
A elevada taxa de resfriamento da câmara de
combustão impede a sobrecarga termal das unidades seguintes.
–
3
1
Não é necessária uma chaminé de
EMERGÊNCIA em SITUAÇOES DE
EMERGÊNCIA e quando se inicia e termina.
2
–
Acessível logo depois de pouco tempo para inspeção
4
–
Baixo desgaste
–
Requisitos de tempo breve para instalação,
7
Vão anular
8
Carcaça protetora
9
Controle da
temperatura
lado em usinas existentes, é realizada uma pré-
Saída do gás
quente
maiores de combustão LOMA.
10
5
pouco peso, espaço pequeno. Pode ser instamontagem completa – também para unidades
As unidades do Gerador a Gás Quente LOMA
estão sendo constantemente desenvolvidas e se
7
9
conformam às atuais normas técnicas. Atualmente,
mais de 600 geradores a gás quente (deste tipo)
8
6
têm sido comissionados para um fluxo de calor
entre 100 kW e 64.000 kW.
Os geradores a gás quente da LOESCHE são usados quando são exigidos gases quentes para secagem direta, por exemplo, nas indústrias de cimento,
termelétricas, aciarias, minerais industriais, jazidas,
10
madeira, ração para gado, e setores alimentícios e
químicos.
Unidade de combustão LOMA
de tipo LF 25 com um queimador
de gás natural na usina de moagem central para escória granulada de alto forno, em Dunkirk,
França, 2005
O sistema de combustão de camisa perfurada
Modo de operação
desenvolvido pela LOESCHE na metade dos anos
A corrente de gás de processo que entra na carcaça
60 consiste de uma câmara de combustão em aço
espiral
de aço resistente a calor com um amortecedor do
ra
queimador, e é bem conhecida no mercado sob o
. como um resultado do padrão de fluxo. O gás de
nome Gerador de Gás Quente LOMA. O Gerador de
processo entra no interior da câmara de combustão
Gás Quente LOMA tem sido utilizado no mundo todo
através do vão anular
durante décadas em muitos tipos diferentes de pro-
furos na camisa perfurada, e se mistura lá com os
cessos termais a fim de otimizar esses processos.
gases de combustível quentes provenientes da
8
5
resfria tanto a carcaça da camisa proteto-
quando a camisa da proteção perfurada
7
6
e das perfurações dos
combustão.
–
–
A câmara de combustão consiste de aços resistentes ao calor – não é necessária uma parede
Ao mesmo tempo, a chama e os gases de com-
de tijolos refratários
bustível quentes são mantidos distantes da camisa
Na inicialização do gerador de gás quente, as
perfurada.
perdas de calor são minimizadas, pois não é
necessário manter o calor com tijolos refratários.
Meios de aquecimento
É possível, portanto, um início com carga com-
–
pleta.
–
Resistência muito boa ao choque termal e
rápidas alterações de carga com somente um
pequeno retardo
O gás natural, o biogás, o gás de coque, o gás do
alto forno e outros gases de baixo valor calorífico
–
Óleos leves e pesados, serragem e pó de linhita
Alimentador do catavento giratório
LOESCHE
A alimentação dos moinhos CS LOESCHE é executada através de um alimentador de catavento giratório
a fim de prevenir o ingresso de ar falso no interior do
moinho.
O material é continuamente alimentado por cima
através de uma tremonha de entrada em cada
bolsão do catavento do alimentador de catavento
lentamente giratório. A fim de reduzir o desgaste
da matéria-prima abrasiva, a velocidade periférica
é baixa e o nível de enchimento limitado a 40%.
Faixas ajustáveis de vedação no rotor impedem
quaisquer vãos grandes entre a placa de desgaste
da carcaça e o rotor. O material é descarregado
para baixo na calha de alimentação do moinho.
O gás quente pode ser passado por dentro do alimentador giratório para prevenir o endurecimento
do material. É fácil a desmontagem para finalidade
de manutenção.
23
A instalação de teste da LOESCHE para testagem
de matérias-primas, Pesquisa e Desenvolvimento
Testes de moagem padrão calibrada
para dimensionamento de moinho
Estão disponíveis três bem equipados moinhos de
moagem LM 3.6 de laboratório na fábrica de testes
da LOESCHE para a realização de testes de moa-
A LOESCHE tem muitos anos de experiência em
gem padrão.
projetar moinho de moagem. O mais importante prérequisito para moinhos de moagem corretamente
projetados é um exato conhecimento das propriedades físicas dos materiais a serem moídos.
Os valores característicos mais importantes de um
material a ser moído são o fator de esmerilhamento
da LOESCHE e a demanda energética específica
com relação a uma finura definida. Dependendo
da formação geológica do material a ser moído, os
materiais com propriedades altamente diferentes são
encontrados na natureza, mesmo com materiais que
visualmente parecem ser similares.
Operação totalmente
automática com PLC
Moinho de laboratório LM 3.6
Desenvolvimento tecnológico através
de testes de moagem de laboratório
prático
Uma das primeiras etapas na introdução de novas
tecnologias é o teste de laboratório prático.
Dentro da estrutura de nossos projetos de pesquisa
e desenvolvimento são executadas as seguintes
ações:
São examinados novos materiais para moagem
para requisitos futuros do mercado
São determinadas configurações otimizadas de
Possibilidades da análise
Determinação da densidade pura com picnômetro a gás
Determinação da superfície relacionada com a massa de acordo com
Blaine
Análise do tamanho do grão com o granulômetro a laser Cilas
Análise da peneira com métodos de seleção por jato de ar Alpine
Análise de peneira com peneiras vibratórias Retsch
Condição de esmerilhamento de acordo com Hardgrove
Condição de esmerilhamento de acordo com Zeisel
Microscopia com Zeiss Stemi SV11
Fornos de secagem para determinação da umidade
Testagem do carvão (Cfix, matéria volátil, teor de cinza)
24
moinho para produtos especiais
São otimizados componentes de usina e configurações de processo;
São testados novos materiais e conceitos de
desgaste
Nossas instalações de teste estão construídas de
modo que vários modos de operação e configurações de processo de usina possam ser simulados
nos testes.
LOESCHE – uma presença mundial
A LOESCHE é uma empresa voltada para a expor-
Isto assegura que o conhecimento e os desenvol-
tação, operada pelo proprietário que foi estabelecida
vimentos atuais possam ser usados imediatamente
em 1906 em Berlim. Atualmente, a empresa é inter-
para nossos próprios projetos.
nacionalmente ativa com subsidiárias, representantes
e agências no mundo todo.
Nossos engenheiros estão constantemente desen-
Os serviços de nossas subsidiárias e agências são
volvendo novas idéias e conceitos individuais para
de importância essencial para a análise, processa-
as tecnologias de moagem e processos de prepa-
mento e solução de problemas de projetos específi-
ração para o benefício de nossos clientes. Sua com-
cos para nossos clientes.
petência é devida principalmente à nossa gestão de
informações mundiais.
Germany
Spain
Loesche GmbH
Loesche Latinoamericana S.A.
Hansaallee 243
Calle José Lázaro Galdiano
40549 Düsseldorf, Germany
4 - 6.° Izda
Tel. +49 - 211 - 53 53-0
28036 Madrid, Spain
Fax +49 - 211 - 53 53-500
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Brazil
Loesche Equipamentos Ltda.
South Africa
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Loesche South Africa (Pty.) Ltd.
20031-145 Rio de Janeiro, Brazil
55 Empire Road, Empire Park, Block C
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2193 Parktown, South Africa
Fax +55 - 21 - 22 20 94 40
Tel. +27 - 11 - 482 29 33
Email: [email protected]
Fax +27 - 11 - 482 29 40
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People’s Republic of China
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Loesche Mills (Shanghai) Co. Ltd.
5 Dongzhimen South Street
USA
Room 817-818, CYTS Plaza
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100007 Beijing, R.O.C
20170 Pines Boulevard, Suite 301
P. R. of China
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Florida 33029, USA
Fax +86 - 10 - 5815 - 6220
Tel. +1 - 954 - 602 14 24
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Fax +1 - 954 - 602 14 23
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C-3, Sector 3
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25
Minerais de clínquer reagidos quimicamente sob
microscópio de luz direta
20 µm
Minerais típicos de clínquer
sob microscópio de luz
direta
Grão de escória granulada
de alto forno após a granulação
20 µm
Escória granulada de alto
forno moída
2 µm
Grão de escória granulada de alto forno
com fases CSH
2 µm
5 µm
Pó de carvão betuminoso
com borda de hidratação
2 µm
Fases de CSH
5 µm
20 µm
Pictures originated at the electron microscope laboratory of Bauhaus-Universität Weimar
Seção moída de grão de cimento
com minerais de clínquer sob
microscópio de luz direta
500 12/2007 Printed in Germany
Pó de carvão betuminoso
20 µm
Gesso natural
20 µm
Formação de gesso em
estrutura de material de
prédio
10 µm
Cristais de carbonato de
cálcio
10 µm