BR102012029968A2 - Conjunto de rolo para moinho - Google Patents

Abstract

CONJUNTO DE ROLO PARA MOINHO. A presente invenção refere-se a uma disposição construtiva introduzida em conjunto de rolo para moinho, utilizado preferencialmente em moinhos horizontais tipo HPRG, que compreende basicamente uma capa de rolo (1), fabricado em material aço fundido, ferro fundido com alto teor de cromo, que é montado externamente a um porta banda (2), dotado de diâmetros diferenciados, e fixado através de um flange (3).

Description

CONJUNTO DE ROLO PARA MOINHO

A presente invenção refere-se a uma nova disposição em conjunto de rolo para moinho, utilizado preferencialmente em moinhos horizontais, especialmente em moinhos HPRG (''High Pressure Grinding Roll") para moagem de matérias primas na indústria cimenteira e para mineradoras. Os referidos moinhos compreendem basicamente uma carcaça que envolve uma plataforma de moagem que é rotativa em torno de seu eixo, dentro da qual um ou mais rolos são distribuídos para promover a moagem do minério ou os compostos para a fabricação de cimento, os quais são recebidos no moinho numa granulometria de britador para a continuidade do processo cabivel a cada uma das indústrias cimenteiras ou mineradoras, como flotação ou obtenção do clinquer, como exemplo destes processos.

O conjunto de um ou mais rolos da presente invenção é constituído por uma capa de rolo em formato troncônico ou cilíndrico, fabricado em material aço fundido ferro fundido çom alto teor de cromo, que é montado 20 externamente a um porta banda, dotado de diâmetros diferenciados, e fixado através de um flange e parafusos, na forma axial ao rolo.

O referido conjunto de rolo para moinho proporciona um bom desempenho ao processo subseqüente ao da moagem, reduzindo o custo de manutenção do equipamento, e diminuindo significativamente o desperdício de material descartável.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Moinhos de rolo são utilizados para moagem de diversos materiais, dentre os quais, calcário, clinquer, minério de ferro, diamante, entre os muitos que temos na natureza e classificados como minério, que é depositado e moído até atingir um grau de granulação desejado.

Ditos moinhos são constituídos por um conjunto de rolo/eixo, na quantidade de dois ou mais rolos, que formam um conjunto moedor, recebendo o material britado pela parte superior preferencialmente, podendo de acordo com a concepção do equipamento, receber o material lateralmente.

Os dois ou mais rolos podem ser motrizes ou não, ou mesmo somente um deles, que tem como objetivo proteger o eixo, comumente fabricado em aço laminado ou forjado de baixa dureza.

0 eixo conectado a redutores e estes a motores

elétricos ou mesmo apoiados em mancais de rolamento ou de deslizamento, giram para que os rolos possam executar seu trabalho. Os eixos motrizes, quando aplicável, são acoplados a um redutor, que regula a velocidade de giro, e 20 transmite e multiplica o torque do motor elétrico. Com este giro, o material a ser moído, recebido preferencialmente pela parte superior ou lateral do moinho passa entre os rolos, moendo conforme granulometria necessária, saindo pelo fundo do moinho.

A função dos rolos é reduzir a granulometria do

material que passa entre os mesmos, a uma distância que é definida pelo projetista do moinho, e constantemente regulada por cilindros pneumáticos a nitrogênio acoplados aos eixos. Os ditos rolos, por sofrerem um desgaste devido à pressão de moagem em função da dureza do material britado, são comumente fabricados em aço fundido ou material forjado, podendo ser recobertos em sua superfície externa 5 com solda. Além disso, a regulagem da distância entre eles necessita ser periodicamente ajustada.

Baseado na operação típica de moinhos de rolos, onde o desgaste acontece na superfície externa dos rolos, estes podem ser recuperados com solda, mas com limite de 10 espessura de material depositado, devido ao risco de destacamento entre camadas, e o alto custo do material depositado. Após a vida útil do rolo e/ou seu revestimento, os mesmos devem ser substituídos, com aproveitamento dos eixos.

Verificou-se que devido ao tempo' gasto nas paradas

dos moinhos para recuperação da superfície externa dos rolos ou mesmo da troca dos conjuntos eixo/rolos, ocorre um impacto acentuado na produção do minério ou mesmo cimento, uma vez que durante a manutenção, toda a linha de produção 20 fica parada, impactando não somente nos custos de manutenção, como principalmente na produção do produto final.

Adicionalmente, as grandes dimensões e peso dos rolos com eixo geram tanto uma dificuldade operacional em 25 retirá-los dos moinhos, como na montagem, limpeza e ajuste dos novos conjuntos, gerando um desperdício demasiado de tempo e mão de obra, pois além da perda da produção, o material desgastado dos rolos é vendido a valores de sucata. Adicionalmente, a operação de retirada dos rolos gastos do eixo, usinagem do assento do rolo com o eixo e montagem por interferência, somam-se aos altos custos de uma parada de manutenção.

Principalmente pelas dimensões dos rolos, ainda há 5 muita massa ou volume que poderia ser utilizado. Entretanto, pelas próprias características dos moinhos, com a redução do perímetro dos rolos, o ajuste de folga entre eles não é mais possível, e junto com o desgaste e a granulometria do material moído, inviabiliza seu 10 aproveitamento além dos diâmetros mínimos de projeto.

Um dos inconvenientes encontrados na técnica usualmente utilizada em rolos de moinhos reside no fato de que mesmo possuindo a característica de poder ser recuperado algumas vezes com solda, a substituição do rolo 15 exige um complexo processo, que envolve a retirada do rolo do eixo, usinagem do assento do rolo no eixo e montagem de um novo rolo. Todas estas etapas, obrigatoriamente são realizadas fora do moinho, e em um local que na maioria das cimenteiras ou mineradoras que utilizam este tipo de moinho 20 de rolo, não possuem estrutura de oficina para sua realização. Em alguns casos, são transportados para o fabricante do moinho, em outros paísès que não o do usuário, uma vez que o rolo por ser maciço e .em material fundido ou forjado exige técnicas de fabricação mais 25 complexas e equipamentos especiais, devido às dimensões do rolo e do eixo.

O documento BR PI0418584-6 refere-se a um rolo de moagem composto, produzido por fundição, comportando insertos periféricos em material de alta resistência ao desgaste e de alta dureza, engastados quando da dita fundição dentro de uma matriz dúctil, comportando o dito rolo primeiras zonas submetidas à maior desgaste assim como segundas zonas submetidas à menor desgaste, sendo que na 5 primeira zona o rolo apresenta sobre sua face periférica, insertos que comportam uma parte em contato e na segunda zona uma parte sem contato, sendo que o espaçamento entre a parte sem contato, preenchido pelo material dúctil da matriz fundida, permiti uma ancoragem mecânica suficiente 10 dos insertos.

Um dos inconvenientes encontrados na 1 técnica descrita pelo documento acima reside no fato de que o rolo compreende uma única massa compacta, sendo que apesar das segundas zonas desgastarem menos do que as primeiras zonas, 15 o rolo como um todo terá que ser retirado para manutenção e/ou substituição, dificultando e onerando o trabalho de desmontagem e montagem do referido rolo do eixo, acarretando também um maior tempo de parada do moinho. Além disso, no caso de substituição do rolo, a perda financeira 20 com material descartado é considerável devido aõ elevado custo da peça, que é fabricada em aço fundido e revestida com solda.

O documento BR PI0510393-2 refere-se a um cilindro de moagem que pode ser montado em um moinho de cilindros, 25 em particular, em um moinho de cilindros de leito de material que apresenta dois cilindros de moagem, acionados em sentido contrário, e que formam uma fenda entre si para o material a ser moído, e que compreende um corpo de base do cilindro de aço, e uma casca de material duro aplicada nele por meio de solda por superposição de pó e plasma, que cria uma solução com a qual possa ser obtido um melhor comportamento de desgaste e de operação de tais cilindros de moagem. Isto é obtido pelo fato de que, o corpo de base 5 do cilindro é constituído de um aço cimentado, de baixo teor de carbono de baixa liga, e a casca de material duro é constituída de um material de aço de baixo teor de carbono de alta liga.

Um dos inconvenientes encontrados na técnica 10 descrita pelo documento acima reside no fato do alto custo que os depósitos com solda constituídos de materiais nobres, representam. Além disso, irá ocorrer um desgaste mais acentuado do revestimento externo, acarretando na perda da parte cimentada do rolo, reduzindo os ciclos de 15 recuperação e culminando com o descarte do rolo em menor tempo de uso.

Outro aspecto indesejável dos rolos da técnica atual é o desperdício elevado de material, pois todo o rolo é descartado.

Concluiu-se que fabricar rolos em duaè partes

radialmente assentadas, leva a uma redução nos custos da parada, pois a massa movimentada é menor na desmontagem, obtendo facilidade para sacá-lo da peça interna, e reduz a perda financeira pelo menor peso de material descartado como sucata.

É, portanto, uma necessidade do estado da técnica proporcionar um conjunto de rolo para moinho, dividido em duas partes, mantendo a pressão de moagem constante, e reduzindo o custo de manutenção do equipamento. OBJETIVOS DA INVENÇÃO

0 objetivo da presente invenção é proporcionar um conjunto de rolo para moinho, constituído de duas partes, de modo que a capa externa do rolo possa ser substituída 5 isoladamente, no próprio local da instalação do moinho, sem a necessidade de se desmontar do eixo para a retirada do rolo.

Outro objetivo é proporcionar a diminuição do tempo de parada e custos do moinho para manutenção, devido à considerável redução de tempo gasto na operação de substituição da capa externa do rolo.

Ainda outro objetivo da presente invenção é reduzir a perda de material descartado como sucata.

Outro objetivo é proporcionar o aumento da vida útil do rolo, garantindo a integridade do porta banda, uma vez que somente a capa externa é substituída devido ao desgaste.

Outro objetivo é manter a intercambialidade do conjunto de rolo com o eixo e todo o conjunto do moinho, garantindo a funcionalidade do moinho como elemento de moagem.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1 - Vista em corte, de uma seção axial do conjunto de rolo para moinho, objeto da presente invenção;

Figura 2 - Vista explodida do conjunto de rolo

para moinho, objeto da presente invenção;

Figura 3 - Vista em perspectiva do conjunto de rolo da presente invenção montado; Figura 4 - Vista externa da capa de rolo da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Em conformidade com o quanto ilustram as figuras em anexo, o CONJUNTO DE ROLO PARA MOINHO, utilizado preferencialmente em moinhos de rolos horizontais, compreende basicamente uma capa de rolo (1) em formato cilíndrico ou troncônico, fabricado em aço fundido ferro fundido com alto teor de cromo, que é montado externamente a um porta banda (2), fabricado em aço carbono, sendo dotado de diferentes diâmetros que promovem uma área de contato na faixa de 90 a 100% na área de assentamento entre a face interna da capa de rolo (1) e a face externa do porta banda (2), passando internamente no conjunto de rolo um eixo com mancais de rolamento ou de deslizamento, de forma a girar o dito conjunto de rolo pelo acoplamento com um conjunto redutor e motor elétrico, ou outro meio de acionamento.

Dita capa de rolo (1) é fixada ao dito porta banda (2) através de um flange (3) e parafusos, podendo ser bipartido para facilitar a desmontagem, o dito flange (3) fabricado em aço carbono laminado ou fundido, que/impede o conjunto de soltar quando em operação.

A área de assentamento entre a capa de rolo (1) e o porta banda (2) é definida por uma porção cilíndrica e outra por um ângulo que varia entre 5o a 45°, e depende do próprio tamanho externo do rolo, bem como do diâmetro do assento do rolo no eixo. A divisão do conjunto de rolo da presente invenção em duas peças, com massas substancialmente menores, onde a parte externa, isto é, a capa de rolo (1) fabricada em aço fundido ferro fundido com alto teor de cromo, que possui a 5 característica de resistência ao desgaste, e a parte interna, isto é, o porta banda (2) , fabricado em aço carbono, com conhecida resistência mecânica, proporciona o reaproveitamento do porta banda (2), até que as folgas externas inviabilizem sua utilização, devido à menor área 10 de contato entre a capa do rolo (1) e o porta banda (2), com risco de quebra da peça externa, que pela dureza mais alta não absorve choques pela folga no assentamento.

A capa do rolo (1) pode ter em sua superfície relevos fundidos (4), que podem ser estrias como ilustrado 15 na Figura 4, aletas axiais, múltiplos detalhes na forma de cone, semi-esfera ou outras, conforme o material a ser moído e com altura que varia na faixa de 5 a 25 mm. Estas estrias ou qualquer outra forma de relevo têm o objetivo de aumentar a área de moagem do rolo, facilitando a descida do 20 material pela passagem através dos rolos.;.

A compatibilização de dois materiais, um rígido e de conhecida capacidade de resistir ao desgaste, no caso o ferro fundido com alto teor de cromo, do qual a^ capa de rolo (1) é fabricada, e outro com propriedades mecânicas 25 para suportar a pressão de moagem, isto é, aço carbono, do qual o porta banda (2) é fabricado, trabalhando conjuntamente, proporcionam ao conjunto de rolo e ao moinho, as mesmas expectativas de desempenho com menor desgaste das peças, além de diminuir o custo envolvido na substituição de materiais e parada na produção, e conseqüente ganho real para o usuário.

A utilização do conjunto de rolo para moinho da presente invenção proporciona ganhos com a redução do tempo e custo de manutenção, além de diminuir os custos de produção, pelo menor tempo de parada do moinho.

Outra vantagem advinda do conjunto de rolo para moinho é a redução de material a ser descartado depois da retirada dos rolos, reduzindo a perda financeira devido ao 10 alto investimento quando da aquisição das referidas peças, uma vez que estas são fabricadas em aço fundido e revestidas com solda.

Adicionalmente, a facilidade de manuseio das capas de rolos (1), pelo menor peso, proporciona menor risco de 15 acidente, necessidade de menor capacidade dos equipamentos de elevação e ferramentais para desmontagem e montagem, impactando diretamente na operação de manutenção do equipamento, reduzindo o tempo de indisponibilidade dos moinhos. i

Além disso, com o conjunto de rolo da presente

invenção, apenas à montagem do primeiro conjunto se dará fora da cimenteira ou mineradora, mas pelas próprias características da inovação, somente a capa de rolo será substituída nas demais intervenções de manutenção, mantendo 25 o porta banda fixo no eixo. Assim, a substituição se dá no próprio moinho, com redução dos riscos de movimentação, uma vez que o eixo > e o porta banda não serão removidos do moinho, além do fato da capa externa possuir peso significativamente menor que o conjunto original, com ganhos de tempo de desmontagem e montagem da capa externa.

Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na 5 presente invenção sem com isso se afastar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como incluídas dentro do escopo da presente invenção. Conseqüentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente 10 ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, ao qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims (4)

1. Conjunto de rolo para moinho, que compreende um eixo que gira o conjunto de rolo pelo acoplamento com um redutor e motor elétrico, ou outro meio de acionamento, caracterizado pelo fato de que o conjunto de rolo compreende basicamente uma capa de rolo (1) em formato cilíndrico ou troncônico, fabricado em aço fundido ferro fundido com alto teor de cromo, o qual é montado externamente a um porta banda (2), fabricado em aço carbono, dotado de diferentes diâmetros que promovem uma área de contato na faixa de 90 a 100% na área de assentamento entre a face interna da capa de rolo (1) e a face externa do porta banda (2), sendo dita capa de rolo (1) e dito porta banda (2) fixados através de um flange (3) .

2. Conjunto de rolo para moinho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a área de assentamento entre a capa de rolo (1) e o porta banda (2) é definida por um uma parte cilíndrica e outra em ângulo que varia entre 5° a 45°, dependendo do tamanho externo do rolo e do diâmetro do assento do eixo no rolo.

3. Conjunto de rolo para moinho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a capa do rolo (1) compreende relevos fundidos (4) em sua superfície externa com altura que varia na faixa de 5 a 25 mm.

4. Conjunto de rolo para moinho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os relevos fundidos (4) tem a forma de estrias, aletas axiais, cones, semi-esferas ou outras.