Trituradora de impacto
Tipos de trituradoras de impacto. La trituradora de impacto es un dispositivo que utiliza el impacto…
Tanto los revestimientos con una superficie de trabajo plana como los que presentan motivos moldeados se denominan «revestimientos planos». Los que presentan motivos moldeados también se denominan revestimientos planos con motivos. Los revestimientos planos ofrecen una baja fricción a los medios de molienda, lo que hace que estos se deslicen más sobre su superficie, potenciando así la acción de desgaste (molienda) sobre el material. Suelen utilizarse en combinación con revestimientos corrugados en el compartimento de molienda fina.
Los revestimientos ondulados tienen una superficie de trabajo con forma de onda. Un revestimiento con una sola cresta ondulada se denomina revestimiento corrugado de onda simple o de onda grande; uno con dos crestas se denomina revestimiento corrugado de doble onda o de onda media; y uno con múltiples crestas se denomina revestimiento corrugado de onda pequeña o, simplemente, revestimiento corrugado. La altura de elevación de las bolas en los revestimientos de onda simple y doble es menor que la de los revestimientos con barras de elevación. Cuando la cresta de la onda se encuentra en el lado ascendente, eleva las bolas hacia arriba; cuando está en el lado descendente, las empuja hacia abajo, lo que los hace adecuados para el compartimento de varillas de los molinos de varillas. Los revestimientos corrugados de onda pequeña tienen crestas y pasos reducidos, con una altura de elevación baja, lo que los hace adecuados para compartimentos de molienda fina y molinos de carbón.
Los revestimientos acanalados son revestimientos planos con una nervadura semicircular o trapezoidal moldeada en la superficie de trabajo. Las nervaduras elevan los medios de molienda, lo que les confiere una acción de impacto más intensa. Se utilizan en el primer compartimento, pero no son adecuadas para molinos de barras ni para el compartimento de barras de los molinos de barras y bolas. Dado que las nervaduras se desgastan con facilidad, el rendimiento del molino se vuelve inestable, por lo que los revestimientos acanalados están siendo sustituidos gradualmente por revestimientos escalonados.
Los revestimientos con barras de elevación constan de un revestimiento plano y unas barras de elevación. Las barras tienen orificios para pernos, y estos pasan a través de dichos orificios para fijar las barras y el revestimiento (que no tiene orificios) a la pared interior del casco. Las barras sobresalen por encima de la superficie del revestimiento, lo que aumenta el efecto de elevación sobre los medios de molienda y les proporciona una mayor fuerza de impacto y de molienda. Son adecuadas para el primer compartimento, especialmente cuando el material de alimentación es grueso y duro. En los compartimentos con revestimientos de barras de elevación, el desgaste tanto de las bolas como de los revestimientos es más intenso, por lo que no se recomiendan para molinos con una velocidad de rotación elevada.
Los revestimientos escalonados, también denominados «revestimientos de timón de barco», presentan una superficie de trabajo inclinada. Tras su instalación, forman numerosos escalones y son adecuados para el compartimento de cabeza de los molinos tubulares. Estos revestimientos aumentan el empuje sobre los medios de molienda. Proporcionan una altura de elevación uniforme para las bolas de una misma capa; ejercen un fuerte efecto de contención sobre las bolas, lo que evita el deslizamiento y el desgaste entre las diferentes capas de medios de molienda y reduce el deslizamiento y el desgaste entre los medios más externos y los revestimientos. Además, la superficie del revestimiento se desgasta de manera uniforme y el cambio de forma tras el desgaste no es evidente. El extremo más delgado de un revestimiento escalonado queda orientado en la dirección de rotación cuando el molino está en funcionamiento.
Los revestimientos hemisféricos presentan salientes en forma de semiesfera en la superficie de trabajo, dispuestos en un patrón escalonado (triangular). Impiden que las bolas se deslicen a lo largo de la carcasa y evitan la formación de surcos anulares debidos al desgaste, lo que reduce el consumo tanto de los medios de molienda como de los revestimientos. Son adecuados para los compartimentos de trituración.
Los revestimientos clasificadores cónicos, también denominados revestimientos clasificadores cónicos cónicos, forman una cámara de molienda cónica segmentada a lo largo del compartimento tras su instalación. La tangente del ángulo de inclinación de dichos revestimientos es mayor o igual que el coeficiente de fricción por rodadura equivalente de las bolas. Bajo el efecto de la inclinación, las bolas ruedan hacia la cabeza del molino a lo largo de la superficie cónica, y cuanto mayor es el diámetro de la bola, mayor es su avance, logrando así una clasificación positiva de las bolas de acero. Entre los tipos más comunes se encuentran el revestimiento cónico de clasificación Karman, el revestimiento cónico de clasificación Schlegelton y el revestimiento cónico de clasificación tipo FLS. El primero tiene una superficie de trabajo cónica plana; el segundo combina una superficie cónica plana con una superficie cónica arqueada; y el último está compuesto por dos revestimientos planos y un revestimiento de clasificación cónico de Karman.
Este tipo de revestimiento puede utilizarse tanto en molinos de circuito abierto como de circuito cerrado; tanto en molinos de materia prima como en molinos de cemento; tanto en procesos en seco como en procesos en húmedo; y tanto para la clasificación de bolas de acero como para medios mixtos de bolas y «cylpeb». Por lo general, estos revestimientos solo se utilizan en el compartimento de molienda fina de los molinos de longitud media. En un molino de longitud media con una relación L/D pequeña, cuando se adopta un proceso de pretrituración y el tamaño de partícula de alimentación d₈₀ se reduce a unos 3 mm, todo el molino se convierte, a efectos prácticos, en un compartimento de molienda fina. En este caso, se puede retirar el diafragma intermedio e instalar revestimientos clasificadores cónicos en todo el molino para aumentar el volumen efectivo y reducir la resistencia a la ventilación, lo que permite aumentar aún más el rendimiento. Según informes publicados, tras instalar revestimientos clasificadores cónicos en molinos tubulares, el rendimiento aumenta entre 5% y 15%, mientras que la finura del producto permanece prácticamente inalterada y el consumo energético unitario se reduce entre 10% y 18%. Desventajas de los revestimientos clasificadores cónicos: se reduce el volumen efectivo del molino; la precisión del ángulo de inclinación del cono debe ser elevada (los errores en el ángulo afectan al rendimiento de la clasificación), lo que dificulta su fabricación; y su instalación resulta bastante complicada.
Los revestimientos en espiral angulares, también denominados revestimientos CZ, se utilizan principalmente en el segundo compartimento. Tras su instalación, forman una superficie cuadrada cónica con cuatro esquinas redondeadas en el interior del compartimento, por lo que también se denominan revestimientos cuadrados de esquinas redondeadas. Las esquinas cuadradas redondeadas de los anillos adyacentes están desplazadas entre sí en un ángulo y forman un determinado ángulo de hélice en sentido axial (generalmente entre 12° y 22,5° para los molinos de cemento, y de unos 36° para la producción de cemento de alta calidad). El sentido de rotación de los revestimientos es opuesto al de la carcasa del molino. De este modo, a lo largo de toda la longitud del molino, la cámara de molienda forma una hélice continua de cuatro vueltas. Las superficies en espiral de las esquinas redondeadas ejercen un fuerte efecto de sujeción sobre las bolas pequeñas, empujándolas hacia el extremo de descarga; al mismo tiempo, el empuje derivado del ángulo de hélice empuja las bolas grandes hacia el extremo de alimentación. Por lo tanto, este revestimiento logra una buena clasificación positiva de las bolas, incluso mejor que los revestimientos clasificadores cónicos.
Tras instalar este revestimiento, se observan los siguientes efectos:
① El radio de rotación de cada capa de bolas cambia instantáneamente, lo que provoca variaciones en la altura de caída, el punto de caída y la energía cinética de impacto de las bolas de una misma capa, mejorando así la mezcla y la penetración entre los medios y el material.
② Las diferentes velocidades de rotación y caída de las bolas y del material provocan una intensa fricción entre las superficies de la “cortina de bolas y material” de los revestimientos adyacentes.
③ El empuje de las superficies de la espiral interior genera corrientes parásitas axiales locales en las zonas de las bolas que tienen el mismo diámetro, lo que intensifica la acción de rectificado.
④ Proporciona una buena clasificación positiva de las bolas. Se reduce considerablemente el sobremolido (algo especialmente notable en los molinos de circuito abierto); el funcionamiento del molino es más estable; y se prolonga la vida útil de la transmisión.
Tras instalar este revestimiento, el volumen efectivo del compartimento se reduce entre 10% y 15% en comparación con los revestimientos habituales. Por lo general, funciona bien en molinos de gran tamaño (de más de φ3 m). La instalación y la retirada de este revestimiento resultan complicadas. Al utilizar este revestimiento, se debe reducir adecuadamente la carga de bolas y aumentar el diámetro medio de las bolas en el primer compartimento; además, es imprescindible controlar estrictamente el contenido de humedad del material de alimentación.
Los revestimientos clasificadores hiperboloides combinan las ventajas tanto de los revestimientos clasificadores como de los revestimientos escalonados. En sentido axial se asemejan a los revestimientos clasificadores, lo que permite una clasificación racional de las bolas de acero a lo largo del eje. A medida que las bolas ruedan y se deslizan por la superficie curva del revestimiento, debido a los diferentes niveles de energía de las bolas grandes y pequeñas, las bolas más pequeñas son empujadas axialmente hacia la cola del molino, logrando así una clasificación automática de las bolas. La superficie curva forma una línea espiral intermitente en el interior del molino, lo que ejerce un empuje sobre el material hacia la cola del molino, acelerando así el flujo de material y reduciendo eficazmente la sobremolienda. En sentido circunferencial, el revestimiento presenta una configuración escalonada con una cierta inclinación ascendente, lo que garantiza que las bolas que caen no impacten contra los revestimientos desnudos, reduciendo así los daños y el desgaste de los mismos. En comparación con los revestimientos convencionales, este revestimiento ahorra aproximadamente 10% de energía.
Los revestimientos con ranuras en espiral presentan superficies de trabajo ranuradas con un ángulo de inclinación (inferior a 12°). Tras su instalación, la superficie de la cámara de molienda presenta la forma de una hélice continua de múltiples vueltas (con la dirección de la espiral coincidente con la rotación del molino). Utilizados en los compartimentos de molienda fina, estos revestimientos combinan la función de los revestimientos ranurados con la capacidad de lograr una clasificación axial racional de las bolas de acero.
Dentro del mismo compartimento, se combinan varios tipos de revestimientos con diferentes coeficientes de elevación y fricción en sus superficies de trabajo, de modo que el coeficiente medio de elevación y fricción de cada anillo disminuye progresivamente a lo largo de la dirección del flujo de material. De este modo se consigue reducir la capacidad de retención y elevación del revestimiento hacia el extremo de descarga, empujando las bolas de mayor tamaño hacia la zona de alta energía y logrando una clasificación automática de los medios de molienda. En Alemania (antigua RFA), se combinaron revestimientos de barras de elevación con diferentes alturas de barra para formar revestimientos clasificadores, lo que aumentó el rendimiento del molino en un 5%–10%. La práctica consistía en disponer las barras de elevación en el compartimento de molienda gruesa en cinco filas: primera fila —altura de las barras de 55 mm (16 barras)—, segunda fila —45 mm (16 barras)—, tercera fila: 45 mm (8 barras), cuarta fila: 30 mm (8 barras), quinta fila: 30 mm (4 barras) y la sexta fila como revestimientos planos sin barras. La planta cementera de Huaxin dispuso los revestimientos escalonados y los revestimientos planos de forma alterna, de modo que la energía transferida de los revestimientos a las bolas disminuyera a lo largo de la dirección del flujo de material, lo que eliminó la clasificación inversa de las bolas, aumentó la producción entre 4% y 7% y redujo el consumo tanto de revestimientos como de bolas.
Los revestimientos clasificadores con forma de doble hélice son revestimientos poligonales de esquinas redondeadas con nervaduras inclinadas dispuestas a diferentes densidades. Tanto los perfiles poligonales de esquinas redondeadas como las nervaduras inclinadas se disponen axialmente siguiendo un patrón de doble hélice, y la densidad de las nervaduras disminuye a lo largo de la dirección del flujo de material. Estos revestimientos transfieren diferentes niveles de energía a través de su superficie y, además, generan un empuje axial debido al ángulo de hélice de los revestimientos y las nervaduras. Esto permite una clasificación eficaz de los cilindros de acero en el compartimento de cilindros, una clasificación eficaz de las bolas en el compartimento de bolas y una clasificación eficaz de los medios mixtos en un compartimento combinado de bolas y cilindros. Las pruebas realizadas en molinos tubulares de φ2,2 m y menores han demostrado aumentos de la producción de entre 5% y 15%, así como reducciones del consumo de energía de entre 8% y 15%. Además, dado que estos revestimientos se disponen de forma alterna a lo largo del molino, la carga se descarga alternativamente, lo que potencia la acción de cizallamiento entre los «cylpebs» de acero y el material, y mejora significativamente la finura del producto sin que varíe la producción.
Los revestimientos ranurados presentan múltiples ranuras en la superficie de trabajo de cada revestimiento individual. Tras su instalación, forman ranuras circunferenciales, por lo que también se denominan revestimientos con ranuras anulares.
Las ranuras de los revestimientos ranurados están diseñadas para permitir que las bolas de acero se dispongan en una configuración hexagonal sobre la superficie del revestimiento. Con esta forma de disposición, las bolas presentan un mayor número de coordinación y una mayor densidad, lo que se traduce en una mayor probabilidad de que se produzcan colisiones efectivas entre ellas. Además, el contacto entre las bolas y los revestimientos pasa de ser un contacto puntual (como ocurre con los revestimientos planos o en relieve) a un contacto lineal de 120°, lo que aumenta considerablemente la superficie de molienda. En tales condiciones de contacto, el material situado entre las bolas y los revestimientos no salpica tan fácilmente como ocurre con los revestimientos planos o en relieve, sino que forma una capa de material que no se desprende con facilidad, lo que permite una molienda completa dentro de las ranuras, logrando así una alta eficiencia de molienda.
Los revestimientos ranurados pueden ser de tres tipos: con ranuras anulares, con ranuras en espiral y revestimientos activados. Dependiendo de las condiciones de funcionamiento del molino, permiten lograr una clasificación racional de las bolas y mejorar el rendimiento de la molienda.
Entre las ventajas adicionales de utilizar revestimientos ranurados se incluyen:
① El ángulo de separación de los medios de molienda en los revestimientos corrugados es de 55°, mientras que en los revestimientos ranurados es de 60°. Dado que el ángulo de separación aumenta, el par del molino disminuye; si a esto le sumamos que los revestimientos ranurados son aproximadamente un 10% más ligeros que los revestimientos normales, la potencia necesaria para el molino se reduce en torno a un 20%.
② Siempre hay una capa de material entre las bolas y los revestimientos, por lo que las bolas no entran en contacto directo con estos. No solo se reducen considerablemente los índices de desgaste tanto de las bolas como de los revestimientos, sino que también se reduce significativamente el ruido de molienda, y el calor generado durante la molienda es entre un 61 % y un 71 % menor que con los revestimientos convencionales.
③ Dado que el ángulo de separación de las bolas en los revestimientos ranurados es mayor y que estos no aceleran el lanzamiento de las bolas, cuando estas caen aterrizan en la zona de la punta sin impactar directamente contra los revestimientos lisos. De este modo, los revestimientos de la carcasa y los pernos son menos propensos a romperse, se reducen las tareas de mantenimiento y el ruido de funcionamiento y las temperaturas de trituración son más bajas.
④ Las ranuras se desgastan de manera uniforme en todas sus partes, por lo que su forma se mantiene inalterada a lo largo de toda su vida útil, desde su instalación hasta su sustitución. En consecuencia, la eficiencia de la trituración y la molienda no se ve mermada por el desgaste del revestimiento.
⑤ La altura de elevación de los medios de molienda en los revestimientos ranurados es menor y más uniforme que en los revestimientos escalonados o acanalados. Como resultado, el centro de gravedad de la carga se desplaza hacia el centro, lo que reduce la potencia de accionamiento, la vibración del molino y los daños en los engranajes de la transmisión.
⑥ En los molinos pequeños, cuando se desgastan los revestimientos ranurados, el diámetro interno efectivo aumenta considerablemente. En ese momento, aumentar adecuadamente la carga de medios de molienda puede incrementar el rendimiento del molino.
⑦ Menos tipos de revestimientos, menor peso y fácil instalación: se pueden fijar con pernos o mediante cuñas. Gracias a los factores mencionados, la instalación de revestimientos ranurados puede aumentar el rendimiento entre 7% y 20%, reducir el consumo de energía entre 8% y 20%, reducir el consumo de bolas entre 15%–40%, triplicar prácticamente la vida útil de los revestimientos y reducir el ruido entre 4 y 6 dB.
Condiciones para el uso de revestimientos ranurados:
① En el compartimento deben utilizarse bolas como medios de molienda. En los molinos de circuito cerrado, cada compartimento puede equiparse con revestimientos ranurados; en los molinos de circuito abierto de dos compartimentos, los revestimientos ranurados suelen instalarse únicamente en el primer compartimento.
② El material de los revestimientos ranurados suele ser hierro fundido con alto contenido en cromo, acero aleado de carbono medio, hierro fundido con bajo contenido en cromo u otros materiales resistentes al desgaste y de alta dureza, dependiendo del diámetro del molino y del tipo de compartimento. En el caso de los molinos de mayor tamaño, los revestimientos del compartimento de molienda gruesa deben presentar una mayor tenacidad.
③ Los revestimientos ranurados ofrecen un rendimiento aún mejor a velocidades de molienda más altas.
④ El contenido total de humedad del material de alimentación del molino debe ser inferior a 2% para evitar que el material se pegue en las ranuras.
⑤ El d₈₀ del material de alimentación debe ser ≤ 20 mm.
⑥ Las dimensiones de la ranura se diseñan en función del diámetro de las bolas más grandes. Para potenciar el efecto de la ranura, es recomendable utilizar bolas más grandes y evitar las gradaciones de bolas en varias etapas. La planta de cemento de Zhengzhou Aluminium Plant pasó de una gradación de bolas en cuatro etapas a una de dos etapas con bolas grandes, cada una de 50%; la planta de cemento de Changlv adoptó una gradación en dos etapas con bolas pequeñas que rellenan los huecos entre las bolas más grandes; ambas obtuvieron buenos resultados. Cuando se utilizan bolas pequeñas para rellenar los huecos entre las bolas grandes, el diámetro de las bolas pequeñas es d₁ = 0,414d (donde d es el diámetro de las bolas grandes, en mm). La carga de bolas pequeñas debe ser de entre 4% y 5% del total de la carga de bolas de ese compartimento.
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