Değirmen Astarı Optimizasyonu Örnek Çalışmaları

Örnek 1 – Demir Cevheri Madeni
Belirli bir demir cevheri madeninin üretim sürecinde, cevher tedarik kaynağı açık ocak madenciliğinden yeraltı madenciliğine geçirilmiştir. Sonuç olarak, cevherin özellikleri değişmiştir: ayrışma derecesi azalmış, sertlik artmış ve kırılma oranı düşmüştür. Bu durum, AG değirmeninin verimliliğinde bir düşüşe yol açmıştır. Gerekli ürün inceliğini korumak ve AG değirmeninin performansını iyileştirmek amacıyla değirmene çelik bilyeler eklenerek SAG işletimine geçildi. Bu, ıslak AG değirmeninin kapasitesini artırdı, konsantre kalitesini garanti altına aldı ve iyi ekonomik faydalar sağladı. Ancak çelik bilyelerin devreye sokulması, orijinal AG değirmeninde var olan öğütme ortamını değiştirdi. Astar aşınmasının orta ve son aşamalarında, astarlar bilyelerin darbesiyle deforme oldu ve kırıldı. Astarların orta bölgesi özellikle şiddetli aşınmaya maruz kaldı. Başlangıçta astarların hizmet ömrü 3.000 saatin üzerindeydi, ancak çelik bilyelerin eklenmesinden sonra bu süre üçte bir oranında azaldı. Bu durum bakım işlerini artırdı ve arıza oranını yükseltti. Bu durumu gidermek için, aşınmaya dayanıklı astar bileşenlerinin yapısı ve performansı optimize edildi. Optimizasyon önlemleri şunları içeriyordu: (1) aşınma direncini artırmak ve böylece hizmet ömrünü uzatmak amacıyla astar malzemesinin iyileştirilmesi; ve (2) hizmet ömrünü daha da iyileştirmek için astar kalınlığının artırılması ve kesit konfigürasyonunun değiştirilmesi.

Örnek 2 – TISCO Lan Madeni (Metso SAG Değirmenleri)
TISCO Lan Madeni, üç adet Metso SAG değirmeni işletmekte olup farklı tedarikçilerden temin edilen astarları denemiştir. Cevherin yüksek sertliği nedeniyle astarlar sık sık kırılmakta ve hizmet ömürleri kısa kalmaktaydı; bu durum, üretimi ciddi şekilde etkileyen sık sık değirmen duruşlarına yol açıyordu. Ayrıca, bazı tedarikçilerin ürettiği astarların ömrü partiden partiye önemli ölçüde farklılık gösteriyordu ve bu da planlı bakım çalışmalarını oldukça zorlaştırıyordu. Metso, çalışma koşullarını iyileştirmek amacıyla bu değirmenler için astar tasarımını optimize etti. Temmuz 2016’da, Metso’nun optimize edilmiş çok açılı dalga profilli kabuk astarları, TISCO Lan Madeni’ndeki öğütme devresine monte edildi ve devreye alındı. Metso mühendisleri, kabuk astarlarının performansı hakkında sahada çok sayıda veri toplama ve analiz çalışması gerçekleştirdi ve simülasyon yazılımı kullanarak yeni astar yapısını tasarladı. Kabuk astarlarının kaldırma açısını ve yüksekliğini değiştirerek, SAG değirmeni içindeki malzeme yörüngesini optimize ettiler, çelik bilyeler ile astarlar arasındaki doğrudan çarpışmaları azalttılar; böylece astar aşınma oranını düşürdüler ve öğütme verimliliğini artırdılar. Aynı zamanda Metso mühendisleri, değirmenin çalışma koşullarına göre sertlik ve tokluk arasında optimum dengeyi sağlamak üzere astar malzemesini modifiye ederek, astarların kırılma direncini önemli ölçüde artırdı ve hizmet ömürlerini uzattı.

Buna ek olarak, Metso, TISCO’ya optimize edilmiş ızgara plakaları da tedarik etti. Yeni ızgara plakaları, tıkanmayı azaltan, çatlamayı önleyen ve hizmet ömrünü uzatan, değiştirilmiş bir boşaltma yarığı kesitine sahiptir. TISCO Lan Madeni’nde gerçekleştirilen astar optimizasyonu, tesisin üretim kapasitesini artırdı ve işletme maliyetlerini düşürdü.

Örnek 3 – Büyük Bakır Madeni (Çapı 10,37 m × uzunluğu 5,19 m olan SAG değirmeni)
Ülke içindeki büyük bir bakır madeninde, çapı 10,37 m, uzunluğu 5,19 m olan bir SAG değirmeni işletilmektedir. Değirmenin besleme boyutu –300 mm olup, sınıflandırma için titreşimli elekler kullanılarak kapalı devre öğütme yapılmaktadır. Öğütme ürünü boyutu P80 = 194 μm, işleme kapasitesi 938 t/h ve kurulu güç 2 × 5 MW'tır. Optimizasyondan önce, gövde astarları 66 sıradan oluşuyordu ve cıvata deliklerinin tümü kaldırma çubukları üzerinde yer alıyordu. Kaldırma çubukları yüksek-alçak düzeninde yerleştirilmişti: yüksek kaldırıcılar 305 mm yüksekliğinde (taban kalınlığı dahil), alçak kaldırıcılar ise 205 mm yüksekliğindeydi (taban dahil). 3,5 aylık çalışmanın ardından, kabuk astarlarında çatlaklar oluşmaya başladı. İki ana çatlak türü gözlemlendi: biri boyuna tam uzunlukta çatlak, diğeri ise enine çatlaktı; birkaç vakada köşe yontulmaları görüldü. Aşırı yüksek kaldırıcı çubuklar ve astarların çok küçük yüzey açısı, çelik bilyelerin çok yükseğe kaldırılmasına neden oldu; bu da bilyelerin astarlara doğrudan çarpmasına ve dolayısıyla kırılma ve çatlamaya yol açtı. EDEM yazılımı kullanılarak ayrık eleman modellemesi (DEM) gerçekleştirildi ve değirmen içindeki yük ile çelik bilyelerin yörüngeleri simüle edildi; bu simülasyon, bilyelerin astarlara çarptığını doğruladı. Astar yüz açısı 10° artırıldı ve astar modelleme yazılımı kullanılarak elde edilen simülasyon sonuçları, bu yeni yüz açısında bilyelerin artık astarlara çarpmadığını gösterdi. Optimize edilmiş astarlar, sahada iyi bir performans sergilemiştir.