Cement Plant : il Cementificio

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Vediamo come funziona un Cementificio tipico, come replicarlo sul plastico e il traffico di carri che può generare:



00. Limestone Quarry and Crushing plant (Cava di calcare e Impianto di frantumazione)
La principale materia prima per la produzione di cemento è il calcare . Il calcare più adatto per la produzione di cemento deve avere alcuni ingredienti in quantità specifiche, e cioè: carbonati di calcio , silice , allumina , ferro , etc. Di solito , la scelta delle località dove viene impiantato un cementificio si basa sulla disponibilità di calcare di buona qualità nelle vicinanze. Le operazioni di estrazione sono fatte in questo caso dal produttore di cemento usando un processo a cielo aperto. L’attività mineraria avviene tramite perforazione e successivamente, utilizzando macchine di movimento terra come bulldozer e camion con cassone ribaltabile, il materiale grezzo estratto viene trasportato al cementificio, talvolta utilizzando anche attrezzature di trasporto meccaniche quali teleferiche o nastri trasportatori.
Il calcare di cava si trova normalmente in forma di grossi massi, che vanno da pochi centimetri a qualche metro di diametro. Si deve quindi frantumarlo fino a ridurlo ad una dimensione di circa 10mm in modo da essere pronto per la macinazione fine. Ci sono due tipi di frantoi disponibili per questo : il tipo a compressione o il tipo ad impatto. La selezione del frantoio dipende principalmente dalle caratteristiche delle materie prime, e anche dalle esigenze di distribuzione granulometrica delle apparecchiature a valle, e infine da considerazioni finanziarie.

01 Limestone Stock Pile (Pile di Calcare e materie prime )
La materia prima viene conservata o nella cava o nell'impianto all’aperto. Un certo numero di strati sono impilati in mucchi circolari o longitudinali e sono recuperati in sezioni trasversali. I mucchi sono costituiti da strati di diversi tipi di materie prime. Questo sistema è usato per segregare la materia prima di qualità. La quantità necessaria delle varie materie prime è quindi facilmente prelevata nel dosaggio previsto per uso. Il prelievo delle varie qualità di materia prima viene monitorata e controllata al fine di mantenere la composizione desiderata di miscela adatto per l'alimentazione nel KILN.

02 - 03 Additives Storage Hopper (Tramogge stoccaggio addittivi)
Al fine di ottenere la composizione desiderata di materia prima, vengono aggiunti alcuni additivi come minerale di ferro, bauxite, laterite, quarzite e Fluorite. Questi additivi vengono conservati nello stabilimento in tramogge separate e vengono prelevati utilizzando nastri trasportatori con cinghia dipesatura. Questo assicura che solo le quantità richieste vengono aggiunte alla materia prima.

04 Raw Mill Building (Edificio del Laminatoio materia prima)
La materia prima è tritata finemente, prima di essere immessa nel Kiln per diventare clinker. Questo è eseguito utilizzando mulini a sfere o laminatoi verticali (VRM). La materia prima viene contemporaneamente essiccata.
La scelta tra un mulino a sfere e VRM è dettata da molti fattori quali il contenuto di umidità della materia prima, la dimensione dell'impianto, l'abrasività del materiale, i livelli di consumo energetico, l’affidabilità e considerazioni finanziarie. I mulini a sfere sono adatti a materiale con media e bassa umidità e sono preferiti per materiale abrasivo. Il vantaggio principale degli VRM è maggiore efficienza e capacità di accettare materiale con alto contenuto di umidità. Normalmente il livello di consumo di energia richiesto dai VRM è 10-20 % inferiore ai mulini a sfere.

05 Blending and Storage Silo (Silo di miscelazione e stoccaggio)
Normalmente il calcare non ha qualità omogenea, e quindi si rende necessario miscelare e omogeneizzare la materia prima per contrastare fluttuazioni nella composizione chimica. Le eventuali variazioni nella composizione hanno effetti molto negativi sul rendimento del Kiln che si traduce in incrostazioni indesiderate all'interno del forno. Per miscelare e omogeneizzare le materie prime correttamente, sono utilizzati silos con continua miscelazione.

06 Preheater (Preriscaldatore)
L'attività più importante nella produzione di cemento è il cosiddetto “clinkering” (o cottura) delle materie prime. Questa avviene nel forno e nel sistema del preriscaldatore. I preriscaldatori utilizzano il trasferimento di calore dai gas caldi del Kiln.

07 Gas Conditioning Tower and ESP ( Torre condizionamento gas ed ESP)
La torre di condizionamento è utilizzata per ridurre la temperatura e per aumentare il livello di umidità dei gas di scarico provenienti dal forno, prima di passare attraverso il filtro a maniche e ESP. Per la rimozione di polveri dal gas di uscita dai forni e dall'aria di scarico delle asciugatrici sono utilizzati dei precipitatori elettrostatici combinati con l'iniezione di acqua nebulizzata per aumentare l’umidità.

08 Kiln (Forno ad alta temperatura)
Il Kiln è il cuore di ogni cementificio. Si tratta essenzialmente di un lungo (circa 200 metri ) tubo a forma cilindrica, che ruota lentamente in posizione orizzontale. La sua superficie interna è rivestita da mattoni refrattari. Nel Kiln vengono “cotti” il calcare e gli additivi. Si raggiungono temperature fino a 1450 °C ! Il materiale in uscita dal forno è chiamato “clinker”.

09 Cooler (Impianto di Raffreddamento)
Il clinker in uscita dal forno è estremamente caldo. Occorre quindi raffreddalo in un dispositivo di raffreddamento in cui viene soffiata aria fredda.

10 Deep Bucket Conveyor (Nastro trasportatore a Benna)
Il trasportatore a tazze è essenzialmente un attrezzatura per sollevare verticalmente il materiale.

11-12 Clinker / Gypum Storage ( magazzini Clinker )
Il materiale in uscita dal forno ( il Clinker) viene immagazzinato prima di essere portato al successivo processo per la conversione in cemento. Questi magazzini possono essere di varie forme, silos o edifici chiusi.

13 Coal Mill Building ( Edificio delle Macine del Carbone )
L’edificio ospita il mulino per la macinazione carbone a pezzi. Questa polvere di carbone raffinata viene utilizzato come combustibile per il forno. I mulini utilizzati per la macinazione del carbone e l'essiccazione sono mulini a tubo o laminatoi.
Combustibili che sono utilizzati per la cottura includono oltre al carbone, coke di petrolio, olio combustibile pesante, gas naturale.

14 Cement Mill and Bag House
Il Clinker, insieme con additivi, viene macinato in un mulino. L'uscita dal mulino è il prodotto finale: il Cemento. In questo mulino ruota un guscio cilindrico orizzontale che contiene sfere metalliche, e l'azione di schiacciamento delle sfere macina il clinker riducendolo in polvere. Il termine “Bag House” è usato per indicare i grandi filtri contenenti un certo numero di sacchi tubolari montati in un involucro generalmente rettangolare. L'aria carica di polvere è aspirata attraverso di loro per rimuovere le particelle di polvere da scarico di diverse apparecchiature Il gas di scarico del sistema è fatto passare attraverso una serie di sacchi di tessuto.
15 Cement Storage Silo ( Silo di stoccaggio Cemento)
Il silo di stoccaggio cemento è utilizzato per immagazzinare il prodotto finito

16 Packing and Dispatch ( Imballaggio e spedizione )
Il cemento è imballato con l'aiuto di una macchina di imballaggio rotante ed infine inviato al mercato.

17 Central Control Room
E' il centro nevralgico del cementificio perché tutte le apparecchiature sono comandate da questo posto. È il luogo da cui si controllano tutti i parametri del processo.





LINKS sull'argomento :
Foto di esempi reali e una bella descrizione e storia di questi impianti la trovate qui: http://en.wikipedia.org/wiki/Cement_kiln

Articoli interessanti su questi impianti e come replicarli sul plastico
Modelling ASH GROVE Cement Plant, by Ron Feller
http://www.trainlife.com/magazines/page ... 01-page-19

Operation in a Cement Plant : NorthWestern Portland Cement – by Ron Feller http://www.trainlife.com/magazines/page ... 995-page-4

Model a Cement Plant ( Structures and operation at Lone Star Portland Cement, Davenport,CA) – by Jim Providenza
http://www.trainlife.com/magazines/page ... 95-page-16

The Portland Cement plant at Glen Falls, NY
Parte 1: http://www.trainlife.com/magazines/page ... 92-page-17
Parte 2: http://www.trainlife.com/magazines/page ... 993-page-6

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Vi segnalo che su Google Books: The Model Railroader's Guide to Industries Along the Tracks 3 - URL: http://books.google.it/books?id=MuAvdPE ... =html_text
Da pagina 17 a 29 viene trattato l'argomento in oggetto
madmax-77

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Il cementificio è uno dei soggetti più interessanti da riprodurre, sia per le operazioni di carico e scarico che richiede, che per l'aspetto scenografico conferito al complesso dagli edifici tipici di queste industrie.

Per questo ho cercato di approfondire l'argomento. Una prima fonte interessante è costituita dal libro di Jeff Wilson “Model Railroader’s Guide to Industries Along the Tracks 3”. Il capitolo 2 tratta l'industria del cemento discutendo fra l'altro i ruoli dei diversi tipi di industrie che gravitano attorno al cemento; semplificando:

• l'industria di produzione vera e propria,
  i dealers, che tipicamente ricevono il cemento via ferrovia, bulk o in sacchi, e lo redistribuiscono in ambito locale tramite trasporto su gomma
  i ready mix plant, che combinano il cemento grezzo con additivi e sono in grado di inviarlo direttamente ai cantieri a bordo di betoniere

Il primo tipo è il più interessante, ma anche gli altri tipi di industrie offrono possibilità di switching significative.
Siccome un buon modo per approfondire è sempre quello di abbozzare un progetto, con questo obbiettivo ho cercato in rete degli esempi da cui partire. Non ho trovato moltissimo, ecco alcuni riferimenti, tutti in scala HO:

1. Cement plant @ the Boothbay Railroad Village layout: http://cs.trains.com/mrr/f/88/t/151348.aspx
Fabbrica di cemento basata sul kit di edifici Dragon Cement Plant della Walthers, integrati con altri kit per realizzare un complesso completo; il progetto non è del tutto completo, si intravvede nello sfondo la cava di calcare non ancora modellata; si sviluppa in lunghezza e larghezza, con dimensioni complessive relativamente contenute


2. Windsor and Essex County's Model Railroad Club: http://www.windsor-modular.com/index.php
Progetto “muscolare” - prevede di gestire un grande numero di carri - che si sviluppa in lunghezza lungo la linea ferroviaria; la maggior parte degli edifici sono realizzati “from scratch”, ma si tratta soprattutto di silos, altri edifici provengono kit standard; interessante la disposizione dei binari


3. Cement Plant Scratchbuild/Kitbash: http://www.kitforums.com/viewtopic.php?f=1&t=4801
Si tratta di un post che discute la realizzazione di edifici del cementificio; l'autore propone una sua realizzazione, che peraltro non trovo granchè convincente, ma che evidenzia come ci siano pochi edifici in kit o preconfezionati che hanno come tema il cementificio; particolarmente scarsa appare la scelta in scala N.

I kit che ho individuato, citati anche nel libro di Wilson, sono:

• Valley Cement kit - in scala HO: http://www.walthers.com/exec/productinfo/933-3098
  Medusa Cement Company kit - in scala N e HO: http://www.walthers.com/exec/productinfo/933-3218
  Faller 130474 Cement works - in scala HO: http://www.faller.de/App/WebObjects/XSe ... works.html

Il primo rappresenta un impianto di produzione, i due secondi dei ready mix, e sono pertanto costituiti da strutture molto più contenute.

Negli articoli sul sito http://www.trainlife.com/ citati dal post che ha originato questo thread, ci sono progetti di edifici ben dettagliati da realizzare “from scratch”; ma mi sono trovato in difficoltà nel calarli in un contesto ferroviario coerente.
Alla fine ho provato a sviluppare un progetto a partire dallo schema del primo post, con alcuni spunti dai link citati. Lo presento nel seguito.

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Il progetto si basa sullo schema del post iniziale del thread, al quale invito a fare riferimento. Per comodità riporto la lista di edifici ivi indicata:

• 00. Limestone Quarry and Crushing plant
  01. Limestone Stockpile
  02. Additives Hopper
  03. Additives Storage
  04. Raw Mill Building
  05. Blending and Storage Silo
  06. Preheater
  07. Gas Conditioning Tower and ESP
  08. Kiln
  09. Cooler
  10. Deep Bucket Conveyor
  11/12. Cinker/Gypsum Storage
  13. Coal Mill Building
  14 Cement Mill and Bag House
  15. Cement Storage Silo
  16. Packing & Dispatch
  17. Central Control Room

Un volta definito un disegno completo che segue lo schema si può decidere di realizzarne solo una parte, rispettando però la logica descritta.

Da un'osservazione un po' attenta si vede che l’impianto è costituito da una serie di edifici tutti collegati da una pipeline che trasporta il materiale fra uno stadio di lavorazione e l’altro. Viene quindi spontaneo pensare a un’industria che si sviluppa in lunghezza lunga la linea ferroviaria, rendendo così facile accedere agli spur per le operazioni di switching dei carri preposti al trasporto dei materiali da caricare e scaricare.
Una struttura che si sviluppa in lunghezza invita anche a una realizzazione modulare, in modo da facilitare trasporto e costruzione; dei moduli costruiti in standard Fremo-N possono essere utilizzati in un plastico, ma all’occorrenza portati ad un Fremo meeting.
Dopo un po’ di tentativi sono arrivato a questo disegno, le cui dimensioni sono notevoli anche per la scala N.


Si tratta di 4 moduli, tutti larghi 60 cm; le testate Fremo di 40 cm si trovano nella parte bassa. I due moduli centrali sono lunghi un metro, e su di essi si concentrano tutti gli edifici dell’industria, i due laterali sono 60x60. Ho tenuto i due moduli laterali di 60 cm di lunghezza per esigenze “coreografiche”. La loro funzione, oltre che di completamento dell’impianto, è di normalizzazione: la linea ferroviaria principale, che nei moduli standard larghi 40 cm corre al centro, devia in basso nella parte centrale del plastico per lasciare spazio al complesso degli edifici; i moduli laterali la riportano al centro per rendere la loro posizione compatibile con moduli Fremo di terzi. Se li disegnavo più lunghi le figure risultavano troppo allungate e pertanto difficili da leggere; dovendoli predisporre per un Fremo meeting può valere la pena di costruirli più lunghi, uniformandoli al metro di lunghezza.
Nel successivo disegno semplificato illustro la funzione di binari, strutture ed edifici.


La pipeline parte dall’edificio 1 a destra, procede verso sinistra e infine ritorna a destra con gli ultimi edifici. La materia prima (limestone) arriva all’impianto per ferrovia anzichè direttamente dalla cava, rendendo più interessanti le manovre; viene scaricata presso lo spot (posizione) 2 dello spur (binario terminale) 3. Ho ipotizzato che venga immagazzinata nell’edificio 1, dove i carri entrano attraverso dei larghi portali, che pertanto è in sostituzione del “limestone stockpile” nello schema di riferimento. Il binario prosegue oltre l’edificio verso destra, dove allo spot 3, avviene lo scarico di materiali e attrezzature per la manutenzione degli impianti; la gru (C) è funzionale allo scarico di tali materiali.
Il successivo edificio dove il materiale viene convogliato (2-3) ha il compito di immagazzinare gli additivi in appositi silos, e di aggiungerli al materiale in lavorazione variandoli a seconda del tipo di prodotto finale richiesto.
La pipeline prosegue verso l’edificio 4-7, che è di fatto l’unione degli edifici dal 4 al 7 dello schema di riferimento.
L’edificio K è il Kiln, e collega la “preheating tower” dell’edificio precedente al successivo edificio 9, il “cooler”.
L’edificio P (Power Plant) sostituisce l’edificio 13 (Coal Mill Building) dello schema di riferimento, e ha lo scopo di fornire calore al forno di cottura rotante (Kiln). Funziona a olio combustibile ed è servito dallo Spur 2, presso il quale un gruppo di serbatoi - T - immagazzinano il combustibile proveniente da carri tank.
La pipeline prosegue verso l’edificio 11, il clinker, dalla forma caratteristica.
L’edificio 12 è la copia di 2-3 e costituisce la stazione di carico e mixaggio del gesso. Di fatto non c’è soluzione di continuità con gli edifici successivi:
14-15: Si tratta dei Cement Mill and Bag House e Cement Storage Silo
16: Dispatching & Shipping: questo è sostanzialmente una freight house dove i sacchi di cemento vengono caricati su carri box lato ferrovia, e su camion sul lato opposto dell’edificio.
Quest’ultimo gruppo di edifici è servito dallo Spur 1:

• spot 1: per il carico di cemento in sacchi su carri box
  spot 2: per il carico di cemento sciolto su carri covered hopper
  spot 3: per lo scarico del gesso o altri additivi richiesti nella lavorazione finale del processo

Sono presenti tre ulteriori edifici:

• O: sono gli uffici amministrativi del complesso industriale
  S: machine shop: contiene materiali, veicoli e attrezzature per la manutenzione degli impianti
  G: potrebbe essere l’abitazione del custode

Per quanto riguarda i binari si distinguono:

• la main line, rappresentata dal binario che corre più esterno
  un side track, lungo complessivamente circa 2,5 m., che oltre a servire l’impianto può essere utilizzato per ricoverare un treno in modo da consentire l’incrocio di due treni
  un runaround track, di circa ½ m. di lunghezza, che facilita le manovre di aggiramento di gruppi carri
  ci sono infine i TrE e TrW - track East e track West, che sono dei drill track (aste di manovra) utlizzabili anche per parcheggio di carri “out of spot”; da valutare la possibilità di allungare il track west sul modulo terminale

Nel disegnare il tracciato ho usato le librerie Peco Code 55; Wintrack mi riporta questa lista articoli:

• 1x SL-300F Flex track straight, length 914 mm
  9x: SL-300F Flex track (8.22 m)
  5x: ST-8 Buffer
  2x: SL-391F Turnout right radius 304, 10°
  3x: SL-392F Turnout left radius 304, 10°
  1x: SL-397F Wye turnout, radius=610, 10° €
  3x: SL-387F Curved turnout left
  1x: SL-393F Crossing 20°

L’ambientazione
Fate un po’ voi: nord est degli Stati Uniti?
Periodo: transition era, come mi sembra preveda lo standard Fremo; più precisamente anni 50, con diesel pervasivo, ma ancora qualche loco a vapore.

Nel prossimo post illustrerò meglio i diversi edifici, discutendo le soluzioni proposte.
Nel frattempo ecco qualche immagine 3D del progetto.

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Una caratteristica dei cementifici sono gli imponenti edifici di colore grigio in cemento grezzo. Accanto a un gruppo di edifici con questa caratteristica, ne ho rappresentati altri più piccoli, non direttamente inseriti nel processo produttivo, in mattoni rossi, che appaiono costruiti in periodi precedenti.
Inizio la descrizione da questi edifici:

O) Office Building: contiene gli uffici amministrativi, tecnici e il centro di controllo.


16) Dispatching & Shipping: ha sostanzialmente la struttura di una “freight house”; con un lato ferrovia e uno strada. Nella parte posteriore sono presenti delle aperture il cui scopo è di mettere in comunicazione questo edificio con il fabbricato n.15 dove i sacchi di cemento vengono confezionati. Il piano terreno funge da magazzino, il primo piano potrebbe contenere degli uffici funzionali alla gestione di tutto il traffico di invio e ricezione merci e materiali.


Nel disegnare questi edifici ho utilizzato le forme dei Walthers Modulars: http://www.walthers.com/exec/page/modulars
I Walthers Modulars sono degli elementi modulari che consentono di realizzare edifici originali, in uno stile ricorrente e ben definito. Un altro vantaggio di usare gli elementi modulari è che gli edifici si possono disegnare su misura sulle proprie esigenze, e completare in tempi contenuti. Diversamente, se si opera “from scratch” sono richieste abilità modellistiche decisamente superiori, e serve molto più tempo per completare il lavoro.

P e S: le altre due costruzioni in questo stile sono il power plant (P) e il machine shop (S).

P) Il power plant sostituisce il coal mill dello schema di riferimento. Produce il calore necessario per portare alla temperature di 1600° la parte terminale del Kiln. Per comodità ho utilizzato un oggetto 3D per Wintrack recuperato in rete. Possibilità alternative potrebbero essere quella di usare qusto kit della Walthers (figura + n.) https://www.walthers.com/exec/productinfo/933-2905
https://www.walthers.com/exec/productinfo/933-3021
o di realizzare il tutto con i Walthers Modulars.
Anche questo kit dell Faller non sembra male:


S) Il Machine Shop non è presente nello schema di riferimento, ma è indicato ad esempio in questa mappa: http://s367.photobucket.com/user/Babbo_ ... n.jpg.html
Ho assunto che abbia la funzione di ricoverare materiali, veicoli, e attrezzature necessari alla manutenzione di impianti ed edifici. L’ho rappresentato con una rimessa per locomotive che ho trovato come oggetto di libreria, ma qualcosa di più adatto allo scopo potrebbe essere rappresentato da questo kit della Walthers: https://www.walthers.com/exec/productinfo/933-2606


C) La gru vicino alla machine shop serve per il carico e lo scarico di materiali e attrezzature da carri flat o gondola. Non ho trovato evidenze, da foto e immagini in rete, di attrezzature di questo tipo presso cementifici, per cui la grande gru che ho inserito - un oggetto di libreria di Wintrack - è sicuramente fuori luogo; tuttavia una gru più piccola potrebbe essere appropriata.

01) Limestone Store: non ha corrispondenza nel modello di riferimento; ci sono impianti, però, dove effettivamente la materia prima è conservata in una struttura coperta, almeno concettualmente simile a quella proposta, oppure in grandi silos.

Alternativamente si può decidere di mantenere una struttura scoperta e di:

• rappresentare la cava con un sistema di trasporto materiale fino a questo deposito, o semplicemente di lasciarne intuire l’esistenza; in tal caso però si perdono delle interessanti opportunità di switching;
  fare arrivare la materia prima via ferrovia, ma tenere il deposito all’aperto; in questo caso bisogna rappresentare i cumuli di materiale scaricato, il sistema di scarico materiali con delle vasche sotto i binari dove i carri hopper scaricano il loro contenuto, e dei nastri trasportatori che accumulano il limestone e lo riversano in collettori che alimentano il ciclo produttivo

Un tema da sviluppare è relativo allo scarico dei carri aperti che trasportano il materiale. La rimozione del carico avviene fra una sessione di lavoro e l’altra? Nel caso di edificio coperto è possibile pensare a dei meccanismi nascosti e telecomandati per la rimozione del carico?

2-3) Rappresenta il merge di “additives hoppers” e “storage” nel modello di riferimento. L’edificio è abbastanza interessante anche se la forma forse un po’ improbabile. Da approfondire il tipo di carri richiesti per il trasporto degli additivi: covered hopper, altro? Quali i meccanismi usati per lo scarico?


4-7) E’ il merge di 4 edifici: Raw Mill Building (r), Blending Storage Silo (s), Preheater (h), Gas Conditioning Tower (g). E’ la costruzione più impegnativa, meriterebbe fare una ricerca per vedere se esiste qualcosa di simile a cui ispirarsi. Per la preheting tower ho scelto una struttura chiusa, decisamente più facile da realizzare, anzichè la più coreografica torre aperta; quest’ultima è comune nei mega impianti, mentre in quelli più piccoli le torri chiuse sono la regola. La torre è unita al successivo edificio, il “cooler” attraverso il Kiln, che si trova in un modulo diverso; particolare attenzione deve quindi essere posta nella progettazione di questi due edifici, per consentire il montaggio e lo smontaggio del Kiln quando si montano o smontano i moduli.


K) E’ un grosso tubo in leggera discesa sostenuto da due o più supporti; in parallelo un tubo orizzontale più sottile che riporta all’indietro parte del calore rimosso dal cooler. Da approfondire la struttura che porta il calore dal Power Plant alla parte più bassa del Kiln.


9) Ho rappresentato il “Cooler” con grossi ventilatori sul tetto per facilitare il raffreddamento del materiale lavorato.


11) Il “Clinker” ha una forma cilindrica caratteristica con la parte superiore tronco conica. Esempi se ne possono trovare facilmente con la vista satellite su Google Maps anche sui più piccoli impianti nostrani.


12) Gypsum Storage and Loader: è la replica dell’edificio 2-3, ma è sostanzialmente un tutt’uno con l’edificio successivo. Replicare l’altro edificio era la soluzione più semplice, dovendolo effettivamente implementare varrebbe la pena di progettarlo come estensione dell’edificio successivo.

14-15) Cement Mill and Bag House, Cement Storage Silo: mi sembra l’edificio più credibile, in quanto il più simile a fabbricati realmente esistenti. La parte dei sio deve essere curata meglio, rappresentando le attrezzature per il carico dei covered hopper. Una soluzione può essere quella di prevedere un passaggio sotto la fila dei silos, un’altra soluzione di realizzare una tettoia aggettante sotto la quale transitano i carri, e infine una terza, di rappresentare dei tubi che escono dai silos e si protendono sopra il binario


C) Crane: ne ho già parlato; fa parte di un’area, da curare con attenzione, che serve per carico, scarico e deposito materiali per ricambi e manutenzione dei fabbricati produttivi

G) La strada che si vede nel plastico è una strada chiusa che serve il solo cementificio. Ho immaginato che all’ingresso sia presente la casa di un guardiano del complesso che ho rappresentato con un simbolo di libreria.


Un paio di osservazioni:

• Ho ipotizzato di utilizzare i modulars della Walthers per un gruppo di edifici, mentre per altri ho lasciato intendere che si deve procedere alla loro realizzazione “from scratch”, in quanto i modulars si prestano bene per edifici in mttoni, ma non sono adatti per quelli in cemento, e hanno inoltre uno stile molto caratteristico. Non è detto però che non si riesca ad utilizzarli per tutti gli edifici, operando delle modifiche al progetto e degli adattamenti ai kit di costruzione
  Nel sito della Walthers danno praticamente tutti i modulars, sia quelli in scala HO che quelli in scala N, come sold out. Ne deduco che che il prodotto è stato abbandonato, e non ho trovato alternative convincenti. Se con l’ausilio dei modulars il progetto è già parecchio impegnativo, se non si può contare su di essi mi sembra del tutto fuori portata.

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Per le operazioni ho preso come riferimento il primo post del thread e in particolare quanto illustrato nella figura che riporto per comodità

apportando però alcune variazioni.

Il quadro di insieme
Ho sostituito i 5 ore cars della fornitura giornaliera di materie prime con 4 hoppers da 70 tonnellate (degli Ortner sono probabilmente più appropriati), per cui il materiale ricevuto è di 280 anzichè 250 tonnellate.
Per gli additivi ho previsto:

• silica
  iron ore
  mixed additives
  gypsum

Per il gesso ho previsto che il trasporto avvenga con un carro gondola coperto (codice GS secondo lo standard AAR?); per il trasporto degli altri materiali dei covered hopper potrebbero essere appropriati; qualche ulteriore indicazione sulla tipologia di questi carri?
La frequenza della fornitura di ciascun additivo è pari a un carro alla settimana, per cui, ipotizzando una settimana di 6 giorni lavorativi, e quindi un ciclo di 6 sessioni:

• sessione 1 - lunedì: gypsum
  sessione 2 - martedi: silica
  sessione 3 - mercoledì: nessun carro
  sessione 4 - giovedì: iron ore
  sessione 5 - venerdì: mixed additives
  sessione 6 - sabato: nessun carro

Ogni mese, ma assumiamo ogni 12 sessioni, va previsto un carro box di materiali assortiti, e una volta all’anno un box di fire bricks (materiale refrattario). Nelle immagini ho aggiunto dei carri bulkhead che trasportano dei tubi, che vengono scaricati grazie alla gru; comunque il concetto è che, occasionalmente, arrivano dei carichi particolari funzionali alla manutenzione ordinaria o straordinaria dell’impianto

Identifichiamo le industrie
Diamo un nome alle ditte fornitrici; stabiliamo anche in quale direzione si collocano, in modo che le forniture arrivino con treni diversi provenienti da opposte direzioni. In alternativa possiamo stabilire che tutti i carri destinati al cementificio siano raggruppati in una yard, dove viene composto un treno extra giornaliero dedicato a servire l’impianto.
Un po’ a casaccio dall’articolo citato, da http://www.opsig.org/reso/inddb/, e da http://www.burlingtonroute.com/docs/rou ... tries.html:

• materiale: limestone, fornitore: Columbia Quarry Co, direzione provenienza: W, località: Cannon - MO
  materiale: gypsum, fornitore: Kayser Gypsum, direzione provenienza: W, località: Seattle - WA
  materiale: silica, fornitore: Wedron Silica, direzione provenienza: E, località: Serena - IL
  materiale: iron ore, fornitore: North Range Mining Co (Book Mine), direzione provenienza: E, località: Alpha - MI
  materiale: assorted additives - fly ash - aggregates; fornitore: Potomac Electric, direzione provenienza: E, località: Dickerson - MD

Un ragionamento analogo va ovviamente fatto anche per i clienti.
Ho immaginato che ci siano 3 Ready Mix Plants, dotati di loro impianti di lavorazione serviti da un binario dedicato, che ricevono il cemento da preparare per l’uso finale su carri covered (cement) hopper; e 2 Dealers, in pratica magazzini che ricevono il cemento impacchettato su carri box e lo rivendono al mercato locale; serviti tramite team track.
Potranno a loro volta essere rappresentati nel plastico, oppure all’esterno, tramite una staging yard.

Ready Mix Plants:

• materiale: bulk cement, nome: Ideal Redi-Mix Co, direzione destinazione: W, località: Albia - IA
  materiale: bulk cement, nome: Iowa Ready Mix Co, direzione destinazione: E, località: Council Bluffs - IA
  materiale: bulk cement, nome: Palmer Redimix, direzione destinazione: E, località: Elsberry - MO

Ho ipotizzato forniture giornaliere, pari a 3 carri verso i primi 2, 2 soli carri verso il terzo.

Dealers:

• materiale: bag cement, nome: Belger Warehouse Inc, direzione destinazione: W, località: Kansas City - MO
  materiale: bag cement, nome: CB&Q team track, direzione destinazione: E, località: Old Monroe - MO

Ipotizzando un carico medio pari a un carro box al giorno, il ciclo di 6 sessioni sarà così valorizzato:

• sessione 1 - lunedì: nessun carro
  sessione 2 - martedi: caricamento di 2 carri box per dealer 1
  sessione 3 - mercoledì: nessun carro
  sessione 4 - giovedì: caricamento di 2 carri box per dealer 2
  sessione 5 - venerdì: nessun carro
  sessione 6 - sabato: caricamento di 2 carri box per dealer 1

La settimana successiva viene servito 2 volte il dealer 2 e una sola volta il dealer 1.
Oppure si può supporre che uno dei due clienti riceva il doppio delle consegne dell’altro, in modo tale che ogni ciclo settimanale risulta uguale all’altro.


La settimana tipo
Il traffico generato, in una situazione a regime, è quello illustrato qui sotto.

Sessione 1 - lunedì
Incoming

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: limestone; origin: Columbia Quarry Co
  car type: covered gondola; n. 1; load: gypsum; origin: Kayser Gypsum
  car type: cement hopper; n. 3; load: empty for loading; origin: some storage yard
  car type: box; n. 2; load: empty for loading; origin: some storage yard

Outgoing

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: empty for home; destination: some storage yard or Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 3; load: bulk cement; destination: Ideal Redi-Mix Co (Ready Mix Plant 1)

Sessione 2 - martedì
Incoming

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: limestone; origin: Columbia Quarry Co
  car type: covered hopper; n. 1; load: silica; origin: Wedron Silica
  car type: cement hopper; n. 2; load: empty for loading; origin: some storage yard

Outgoing

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: empty for home; destination: some storage yard or Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 3; load: bulk cement; destination: Iowa Ready Mix Co (Ready Mix Plant 2)
  car type: box; n. 2; load: packed cement; destination: Belger Warehouse Inc (Dealer 1)
  car type: covered gondola; n. 1; load: empty for home; destination: some storage yard

Sessione 3 - mercoledì
Incoming

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: limestone; origin: Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 3; load: empty for loading; origin: some storage yard
  car type: box; n. 2; load: empty for loading; origin: some storage yard

Outgoing

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: empty for home; destination: some storage yard or Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 2; load: bulk cement; destination: Palmer Redimix (Ready Mix Plant 3)
  car type: covered hopper; n. 1; load: empty for home; destination: some storage yard

Sessione 4 - giovedì
Incoming

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: limestone; origin: Columbia Quarry Co
  car type: covered hopper; n. 1; load: iron ore; origin: North Range Mining Co
  car type: cement hopper; n. 3; load: empty for loading; origin: some storage yard

Outgoing

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: empty for home; destination: some storage yard or Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 3; load: bulk cement; destination: Ideal Redi-Mix Co (Ready Mix Plant 1)
  car type: box; n. 2; load: packed cement; destination: CB&Q team track (Dealer 2)

Sessione 5 - venerdì
Incoming

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: limestone; origin: Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 2; load: empty for loading; origin: some storage yard
  car type: covered hopper; n. 1; load: mixed additives; origin: Potomac Electric
  car type: box; n. 2; load: empty for loading; origin: some storage yard

Outgoing

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: empty for home; destination: some storage yard or Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 3; load: bulk cement; destination: Iowa Ready Mix Co (Ready Mix Plant 2)
  car type: covered hopper; n. 1; load: empty for home; destination: some storage yard

Sessione 6 - sabato
Incoming

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: limestone; origin: Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 3; load: empty for loading; origin: some storage yard
  car type: box; n. 2; load: empty for loading; origin: some storage yard

Outgoing

• car type: hopper (Ortner); n. 4; load: empty for home; destination: some storage yard or Columbia Quarry Co
  car type: cement hopper; n. 2; load: bulk cement; destination: Palmer Redimix (Ready Mix Plant 3)
  car type: box; n. 2; load: packed cement; destination: Belger Warehouse Inc (Dealer 1)
  car type: covered hopper; n. 1; load: empty for home; destination: some storage yard

Un'alternativa interessante può consistere nel mantenere le forniture al cementificio regolari e cadenzate come detto sopra, ma rendendo l’invio delle forniture ai clienti casuale pur conservando le frequenze medie di un carro al giorno.


Approfondimenti
Panoramica confusa?
Vediamo di chiarire e commentare.

Prima di tutto un’osservazione: c’è sovrapposizione fra la giornata del plastico e la sessione, ma in realtà la “sessione di lavoro” viene di solito intesa come un gruppo di operazioni definite, e non deve coincidere con l’ipotetica giornata
Le indicazioni E e W indicano la provenienza dei carri: E è la destra, W la sinistra rispetto alla figura

Ho definito un piano di arrivi e partenze dei carri, ma non è chiarito con quali e quanti treni i carri vengono consegnati e prelevati nell’industria.
Se il cementificio è alla fine o lungo una branch line chiusa, e se è previsto un solo treno giornaliero, allora questo treno effettua tutte le consegne e tutti i prelievi. Viceversa, se l’impianto è situato lungo una linea aperta da entrambi i lati, allora i carri saranno movimentati da due treni diversi che viaggiano nelle opposte direzioni.
Un’altra tacita assunzione è che le operazioni di carico e scarico avvengono tra una sessione e l’altra, così che un treno che arriva trasportando ad esempio i carri hopper carichi di limestone, avrà il compito di sganciare gli hopper carichi nella corretta posizione e contestualmente di prelevare gli hopper vuoti. Questi ultimi saranno agganciati al treno oppure parcheggiati su un binario di stoccaggio (storage track) dell’impianto, per essere prelevati da un successivo treno che viaggia in direzione opposta.

Il movimento di carri ipotizzato corrisponde ai carichi gestibili con gli spot presenti nell’impianto; ad esempio 3 cement hopper alla volta che caricano il bulk cement dai silos per l’edificio 15. Ma nel caso in cui le richieste di fornitura dei clienti siano randomizzate, pur conservando una frequenza equivalente a quella indicata sopra, potrebbe arrivare un treno con un numero di carri superiore alla capacità di gestione dell’impianto. In tal caso i carri andrebbero parcheggiati off spot per poi essere scambiati con gli altri carri già caricati, dal primo treno di passaggio che dovrà farsi carico di effettuare lo scambio.
Ho assunto che l’industria non sia autonoma nello spostare i carri; si potrebbe però pensare di dotarla di una piccola switcher che, a fronte di un traffico elevato, effettua in autonomia le operazioni di posizionamento on/off spot.


Il dimensionamento del roaster
Nella figura di riferimento si dimensiona anche il roaster. In pratica si dice che il numero di carri necessari a servire l’impianto è doppio rispetto ai carri che servono per trasportare il carico dell’operazione giornaliera tipica. E’ veramente così?
Per quei carichi che non hanno cadenza giornaliera, ma ad esempio frequenza settimanale, un solo carro (o set di carri) è verosimilmente sufficiente per gestire le operazioni.
Per i carichi che hanno cadenza giornaliera, tuttavia, l’assunzione della figura può non essere corretta. Per il limestone ad esempio, la manovra di switching tipo prevede che il treno che porta a destinazione i 4 carri carichi, ne prelevi altrettanti di vuoti. Non sappiamo però se i carri vuoti vengano riconsegnati alla cava per essere ricaricati in giornata, o se sia richiesto più tempo. Il tempo necessario deriva infatti dal contesto complessivo: dal numero di treni necessari per portare a destinazione i carri, dalla loro frequenza, dal tempo impiegato per le operazioni di carico e scarico. Insomma non dipende da come funziona il cementificio, ma da come opera la ferrovia che gli sta attorno.


Qualche immagine


La zona di carico con 3 cement hopper da caricare con cemento bulk, e 2 box per il packed cement. Il gondola coperto invece porta un carico di gesso che deve essere scaricato.


Un treno staziona sul side track, e si accinge ad eseguire le manovre di pickup e setout dei carri. E’ composto interamente di carri destinati al cementificio; da notare che i carri sono stati preventivamente agganciati in un ordine funzionale ad ottimizzare le manovre. E’ presente un bulkhead carico di tubi, in quanto si è supposto che siano in corso dei lavori di manutenzione straordinaria dell’impianto che ne richiedono l’uso.


La zona preposta allo scarico dei materiali per la manutenzione. Dovrebbe essere resa più realistica rappresentandola parzialmente ingombra di materiali e attrezzature, e inserendovi una gru di dimensioni più contenute. Più a destra il Service Track East è momentaneamente utilizzato come storage track

[enzofortuna]

Provo infine a trarre le conclusioni di tutto questo pistolotto.

• L’industria del cemento offre delle interessantissime possibilità.
  
  L’opzione più interessante è relativa alla realizzazione di un impianto di produzione; in questo caso infatti, la quantità e varietà di carri coinvolti nelle manovre di switching e la complessità richiesta da tali manovre sono veramente notevoli; gli edifici che costituiscono l’impianto sono imponenti e di varie forme, e quindi molto coreografici
  
  Purtroppo in scala N non esistono kit disponibili per la realizzazione degli edifici. Per la serie Walthers Cornerstone è presente un kit comprendente un set di edifici solo nella scala HO, che peraltro, a mio gusto personale, non trovo del tutto convincenti: https://www.walthers.com/exec/productinfo/933-3098
  
  Si può però scegliere di costruire gli edifici prendendo a modello delle costruzioni esistenti, o esistite, descritte in articoli specialistici
  
  L’alternativa proposta nei miei post consiste nel creare degli edifici verosimili che svolgono particolari funzioni documentate in questo thread. I singoli fabbricati sono sicuramente meno aderenti a realtà esistenti, ma in questo modo si riesce a implementare uno schema coerente con una ragionevole e razionale distribuzione dei binari di servizio
  
  Sfruttando il fatto che il ciclo di produzione del cemento consiste in una pipeline che trasporta il materiale da uno stadio all’altro del processo di lavorazione, si possono realizzare impianti che si sviluppano in lunghezza lungo la linea ferroviaria. In questo modo:
  • i binari sono tutti facilmente accessibili per gestire le manovre di sganciamento e agganciamento dei carri
    è possibile un approccio a moduli componibili in standard Fremo (o in altri standard)
  La proposta discussa nei post è realizzabile nella pratica se ci si affida pesantemente a edifici modulari come quelli della Walthers: http://www.walthers.com/exec/page/modulars
  
  Nel caso questa possibilità sia preclusa, il progetto appare al di fuori della portata del singolo modellista, e risulta sicuramente molto impegnativo anche per un gruppo
  
  Il layout progettato occupa comunque molto spazio anche in un impianto in scala N, e quindi è adatto al plastico di un club più che a una realizzazione casalinga; la divisione in moduli potrebbe consentirne però l’uso nei Fremo Meeting
  
  Il singolo modellista può ripiegare nella realizzazione di un impianto di distribuzione del cemento; in questo caso esistono dei kit validi anche in scala N; l’impianto industriale potrà essere servito da un singolo spur parallelo alla linea ferroviaria principale

Riferimenti

Link del post
http://itausamrgroup.forumup.it/about93 ... group.html

Articoli interessanti su questi impianti e come replicarli sul plastico
Riporto i link già citati:

• Modelling ASH GROVE Cement Plant, by Ron Feller: http://www.trainlife.com/magazines/page ... 01-page-19
  Operation in a Cement Plant : NorthWestern Portland Cement – by Ron Feller: http://www.trainlife.com/magazines/page ... 995-page-4
  Model a Cement Plant ( Structures and operation at Lone Star Portland Cement, Davenport,CA) – by Jim Providenza: http://www.trainlife.com/magazines/page ... 95-page-16
  The Portland Cement plant at Glen Falls, NY
  • Parte 1: http://www.trainlife.com/magazines/page ... 92-page-17
    Parte 2: http://www.trainlife.com/magazines/page ... 993-page-6

Realizzazioni e discussioni sul tema

Windsor modular

• http://www.windsor-modular.com/index.php
  http://www.windsor-modular.com/newLayou ... tPlant.jpg
  http://www.windsor-modular.com/newLayou ... oading.jpg
  http://www.windsor-modular.com/newLayou ... cement.jpg
  http://www.windsor-modular.com/newLayou ... 072007.jpg
  http://www.windsor-modular.com/newLayou ... itMine.jpg

Scratchbuild
http://www.kitforums.com/viewtopic.php?f=1&t=4801

Operation @ Walters
http://cs.trains.com/mrr/f/88/t/151348.aspx

FREMO-N
http://www.fremo-net.eu/168.html?&L=6
http://www.fremo-net.eu/726.html?&L=6
http://www.rotaie.it/New%20Pages/Fremo/ ... Fremo.html

Impianto nostrano a portata di bici
http://www.italcementi.it/ITA/cementeri ... Monselice/

Altri link
http://www.drakecement.com/production.aspx
http://www.aitec-ambiente.org/it/Proces ... fault.aspx

[enzofortuna]

Caspiterina "MAD" ! CHAPEAU ! <che lavorone.
Sono stato via pochi giorni e sono stupito : bellissimo lavoro completo e ....
devo prendermi almeno un paio di giorni d iferie per studiarlo bene dato che sul mio plastico ci sarà un industra così.
Ora no riesco a mettere il link, ma sul mio sito si trova anche un piccolo album fotografico dell'impianto di Cupertino che voglio riprodurre.
Poi io avevo scaricato gli articoli di Trainlife che citi, e magari con calma vedo di postare dei pdf.

Ancora complimenti e ora leggo e rileggo|