Un mulino per cemento è un impianto utilizzato per macinare il componente di clinker del calcestruzzo. Il clinker è un materiale duro e nodulare prodotto dalla sinterizzazione di alluminosilicato e calcare in un forno da cemento. Esistono diversi tipi di mulini per cemento in grado di macinare il clinker di cui il mulino a palle è il più comune. I mulini a sfere sono costituiti da cilindri parzialmente riempiti con un gran numero di sfere d’acciaio che utilizzano la loro azione di rotolamento per frantumare la materia prima quando ciascun cilindro viene ruotato. I mulini a rulli ad alta pressione sono occasionalmente utilizzati per macinare il clinker, sebbene il loro uso non abbia ancora ottenuto un’ampia accettazione.
Il costituente principale del cemento Portland è un prodotto di sinterizzazione di calcare e alluminosilicato noto come clinker. Questo materiale duro, simile a un ciottolo, è l’ingrediente del cemento che lo fa “curare” e indurire per formare la malta o il calcestruzzo utilizzato così ampiamente nelle costruzioni. Il processo di sinterizzazione del clinker o combinazione di calore produce un materiale grossolano e nodulare di particolare durezza che richiede una macinazione fine prima della produzione del cemento. Sono richieste granulometrie inferiori a 45 µm che, a causa della durezza del clinker, richiede un processo di fresatura particolarmente efficiente. Sebbene ci siano diversi tipi di mulino in grado di macinare il clinker, il processo di macinazione del cemento più comunemente usato è il mulino a palle.
I mulini a sfere sono sistemi di macinazione altamente efficaci che sottopongono la materia prima a livelli di calore e pressione relativamente bassi. Sono costituiti da cilindri o tamburi rotanti di grande diametro azionati da motori elettrici. Il tamburo è parzialmente riempito con sfere di acciaio ad alto contenuto di cromo o, occasionalmente, cubetti. Questi rotolano liberamente all’interno del cilindro quando viene ruotato. Questa azione di rotolamento schiaccia il clinker per impatto e poi lo macina finemente a causa dell’attrito tra le sfere.
I mulini a sfere sono spesso dotati di una partizione intermedia che divide il cilindro in due sezioni con sfere di dimensioni diverse che consentono la macinazione progressiva in un mulino. L’efficiente macinazione del clinker in un mulino a palle è soggetta a velocità del tamburo strettamente controllate. A velocità di rotazione superiori alla velocità critica di un mulino, il contenuto viene semplicemente forzato contro i lati del tamburo dalla forza centrifuga con poca o nessuna azione di macinazione. Anche la dimensione delle sfere è una considerazione importante in un mulino per cemento. Se le palline sono troppo grandi, la materia prima non sarà macinata abbastanza finemente.
Diversi altri processi di macinazione sono in grado di macinare il clinker di cemento sebbene nessuno sia adatto come i mulini a sfere. Il processo alternativo più comune del mulino per cemento è il laminatoio ad alta pressione. Questo processo si avvale di serie di rulli in acciaio temprato che macinano il clinker. Sebbene questi mulini siano efficaci e meno costosi da gestire, la ridotta dimensione delle particelle che producono è talvolta problematica. I mulini a rulli sono, tuttavia, spesso utilizzati come processi di prima fase negli impianti di mulini a sfere come fase iniziale di frantumazione, riducendo così i tempi complessivi del processo e aumentando la produttività.