Aumentar adequadamente a velocidade do moinho tem um não linear efeito sobre a produção e o consumo de energia — existe uma “faixa de velocidade ideal”. Antes de atingir esse ponto crítico, o aumento da velocidade traz resultados positivos tanto na produção quanto na eficiência energética. Uma vez ultrapassado o ponto crítico, o efeito se inverte. Os impactos específicos podem ser analisados a partir dos três aspectos a seguir:

I. Impacto positivo do aumento da velocidade na produção (efeito de aumento da produção)

1. Aumenta a energia de britagem por impacto dos meios de moagem

• À medida que a velocidade aumenta, os corpos de moagem são elevados a uma altura maior, resultando em um aumento significativamente maior velocidade de impacto e energia cinética de impacto (E∝v2).
• Para materiais com partículas de alimentação de tamanho maior ou maior dureza, o aumento da força de impacto intensifica efetivamente a “quebra primária”, reduzindo o tempo de permanência do material no compartimento de moagem grossa e, assim, aumentando a produtividade.

2. Aumenta o “número de impactos” por unidade de tempo

• Como velocidade do moinho n À medida que a velocidade aumenta, o tempo necessário para uma revolução do tambor diminui. Com a mesma carga de meios de moagem, o número total de impactos por unidade de tempo aumenta, e a eficiência de moagem no compartimento de moagem fina também melhora.

3. Acelera a velocidade do fluxo de material e reduz o “polimento excessivo”

• Uma velocidade mais alta intensifica o campo de força centrífuga no interior do moinho, promovendo uma descarga mais rápida das partículas finas através do diafragma e das placas da grelha de descarga.
• Especialmente no caso de moinhos de circuito fechado, o aumento da velocidade pode elevar adequadamente a carga de circulação, permitindo que o classificador de ar extraia as partículas finas qualificadas com maior eficiência, aumentando assim a produção do produto acabado.

Conclusão: Na faixa de 65%–80% da velocidade crítica, um aumento adequado da velocidade geralmente permite obter um aumento na produção de 5%–15% (dependendo do tamanho do moinho e das características do material).

II. Impacto do aumento da velocidade no consumo de energia na moagem (compromisso entre redução e aumento)

1. O consumo específico de energia pode primeiro diminuir e depois aumentar (curva em forma de U)

• Fase positiva: Quando a produção aumenta com a velocidade, se o aumento na potência de entrada do motor for menos que o aumento na produção, então o consumo específico de energia (kWh/t) diminui. Esse é o estado ideal.
• Ponto crítico: Quando a velocidade ultrapassa o valor ideal, o crescimento da potência atinge um patamar, mas o consumo de energia do motor (especialmente o trabalho ineficaz para superar a força centrífuga, a resistência do ar e o atrito) continua a aumentar rapidamente, e o consumo específico de energia começa a aumentar, em vez de diminuir.

2. Variação na proporção da potência “em vazio” do moinho

• A potência em vazio do moinho (utilizada para superar o atrito dos rolamentos, a inércia da carcaça etc.) é, em grande parte, independente da produção. Quanto maior a produção, menor é a proporção dessa potência fixa por tonelada de produto, de modo que o consumo específico de energia diminui naturalmente.
• No entanto, em velocidades excessivamente altas, a força centrífuga exercida sobre os meios de moagem aumenta acentuadamente, o movimento relativo entre a camada externa do meio e os revestimentos diminui, e a “camada de deslizamento” fica mais espessa. Uma grande quantidade de energia é convertida em calor de atrito em vez de trabalho de trituração, e o consumo de energia por unidade de trabalho efetivo de trituração se deteriora drasticamente.

III. Consequências negativas do aumento excessivo da velocidade (ao ultrapassar a “velocidade ideal”)

1. A eficiência da moagem cai drasticamente (estado centrífugo)

• Quando a velocidade se aproxima da velocidade crítica (ψ→100%), a camada mais externa dos corpos de moagem começa a “aderir” ao invólucro e a girar junto com ele, perder a capacidade de cair. Restam apenas a compressão e o desgaste, e a eficiência de trituração despenca. Nesse ponto, o moinho mal consegue triturar o material, e a produção diminui significativamente.

2. Maior desgaste das camadas de revestimento e dos meios de moagem

• Quanto maior a velocidade, maior será a velocidade relativa e a frequência de impacto entre os meios de moagem e os revestimentos, levando a um consumo exponencialmente maior de revestimentos e meios de moagem. Isso não apenas aumenta os custos de manutenção, mas também eleva indiretamente o consumo total de energia na operação (devido às perdas de produção decorrentes de paradas para manutenção e substituição de peças).

3. Aumento da vibração do moinho e da carga mecânica

• Em altas velocidades, cargas desequilibradas podem causar vibrações intensas no corpo do equipamento e no sistema de transmissão, levando a danos por fadiga prematura em componentes essenciais, como os mancais principais e as engrenagens do redutor, reduzindo a vida útil do equipamento.

IV. Como definir a velocidade “adequada” (limite de referência)

A velocidade ideal varia de acordo com os diferentes moinhos, e a taxa de rotação (ψ) é geralmente usado como indicador:

Orientações práticas:

• A maioria das grandes fábricas de cimento opera na faixa de ψ = 70% ~ 78%.
• Se uma fábrica estiver operando a ψ<68% há muito tempo, experimente um pequeno aumento de velocidade (2%–5%) e observar as variações reais na produção e no consumo de energia. Se o aumento na produção for maior do que o aumento no consumo de energia, o aumento na velocidade é eficaz.
• Se a produção não apresentar variação significativa após o aumento da velocidade, mas a corrente do motor aumentar significativamente, é provável que o moinho tenha se aproximado ou ultrapassado o ponto ideal, e a velocidade deve ser reduzida.

V. Resumo: Conclusão concisa

Aumentar a velocidade do moinho de forma adequada dentro da faixa de 65%–76% da velocidade crítica permite alcançar simultaneamente “maior produção” e “menor consumo” (redução do consumo específico de energia). Ao ultrapassar o limite crítico de 76%–80%, o efeito de aumento da produção se satura, enquanto o consumo de energia e o desgaste aumentam significativamente, tornando a mudança, em última instância, contraproducente.

Para a produção propriamente dita, a melhor abordagem é: com base na velocidade de operação atual, aumente em 2%–3T a cada vez, opere de forma estável por 24 horas e, em seguida, compare os dados de saída e consumo de energia. Por meio desse método de “ajuste gradual”, determine a velocidade ideal personalizada para o moinho, em vez de copiar cegamente valores teóricos.