Determinação da velocidade de operação de um laminador de tubos essencialmente, trata-se de encontrar um equilíbrio: por um lado, os meios de moagem (como esferas de aço) devem ser elevados a uma altura suficiente para que caiam com a máxima força de impacto para a trituração; por outro lado, a velocidade não deve ser tão alta a ponto de os meios serem centrifugados contra o invólucro e perderem sua ação de moagem.

Esse processo geralmente consiste em três etapas: Primeiro, calcule a “velocidade crítica”; depois, determine a “velocidade ótima teórica” e, por fim, faça o ajuste com base nas condições reais de operação.

📖 Passo 1: Compreendendo a “velocidade crítica” (n₀)

Essa é a base para determinar a velocidade de operação. A velocidade crítica é definida como a velocidade limite na qual a camada mais externa dos corpos de moagem simplesmente gira junto com o invólucro do moinho, sem cair. Se a velocidade de operação atingir ou ultrapassar esse valor, a ação de moagem é interrompida.

A fórmula teórica é:
n₀ = 42,4 / √D₀

Onde:

• n₀ = velocidade crítica (r/min)
• D₀ = diâmetro interno efetivo do moinho (m), ou seja, o diâmetro interno do casco menos o dobro da espessura do revestimento

Observação: Esta fórmula é derivada de pressupostos idealizados e serve como referência teórica; não é absolutamente precisa.

⚙️ Etapa 2: Cálculo da “velocidade ótima teórica” (n)

Essa é a velocidade na qual os meios de moagem alcançam o melhor efeito de trituração. Geralmente é expressa como uma porcentagem da velocidade crítica, e essa porcentagem é chamada de “taxa de rotação” (ψ).

n = ψ × n₀

No que diz respeito ao valor ideal da taxa de rotação ψ, existem várias visões predominantes:

• Com base na força máxima de impacto: Para alcançar o máximo altura de queda (ou seja, trabalho de trituração de impacto máximo) para os meios de moagem mais externos, ψ ≈ 76%.
• Com base na eficiência global (teoria da contração em camadas): Levando em conta a distribuição da massa de toda a carga, acredita-se que ψ ≈ 88% proporciona maior eficiência.
• Levando em conta tanto o consumo de energia quanto o de aço: Para economizar energia e reduzir o desgaste, uma variedade de ψ = 65% ~ 76% é geralmente considerado mais econômico.

Em resumo, ψ = 65% ~ 85% é um intervalo amplamente aceito. Para a seleção prática, consulte a tabela a seguir:

🔧 Etapa 3: Determinação da velocidade final com base nas condições reais de operação

Os cálculos teóricos servem como ponto de partida, mas a velocidade final deve ser ajustada de acordo com as condições reais:

• Consulte as fórmulas empíricas: Para determinados moinhos específicos, existem fórmulas empíricas do setor. Por exemplo, para moinhos de bolas intermitentes a úmido:
  n = 21,2 / √D (r/min)
• Realizar a otimização experimental: Este é o método mais confiável. Ajuste a velocidade ligeiramente em torno do valor teórico e observe as mudanças na produção do moinho, na qualidade do produto e no consumo de energia para identificar o “velocidade operacional ideal” para suas condições específicas. Por exemplo, um estudo de caso conseguiu aumentar a produção ao elevar ligeiramente a velocidade de um moinho de Φ1,8 m × 6,4 m.
• Leve em consideração outros fatores mecânicos: A configuração final da velocidade também é limitada por fatores mecânicos, como a relação de transmissão.

Em resumo, o procedimento para determinar a velocidade de operação de um moinho tubular é o seguinte: calcular a velocidade crítica → escolher uma taxa de rotação de 65%–85% como ponto de partida, com base nas condições → ajustar com precisão durante a produção propriamente dita.

Tabela 2.12 Velocidade crítica, velocidade ótima teórica e velocidade de operação para laminadores de tubos comuns