ES2374010T3 - Molino con blindaje revestido de acero compuesto. - Google Patents

Abstract

Molino triturador que comprende una carcasa y al menos un blindaje compuesto (3) sujetado a una pared interna de dicha carcasa, caracterizado porque dicho al menos un blindaje compuesto (3) comprende: una capa superior (6) de acero colado de aleación enlazado sobre una capa inferior (2), distribuida simétricamente, de caucho, estando dicha capa superior (6) pre-colada para formar un perfil deseado sobre la superficie superior de dicho al menos un blindaje compuesto (3), requerido para operaciones de trituración específicas, teniendo una parte superior de la capa superior (6) una rejilla de metal colado bidireccional, y elemento de sujeción (5) de al menos un punto, embebido en la capa inferior (2) que sujeta dicho al menos un blindaje compuesto (3) a la carcasa.

Description

Molino con blindaje revestido de acero compuesto

La presente invencion se refiere a una herramienta eficaz para moler mena de minerales, rocas y otros materiales. Particularmente, la presente invencion se refiere a un blindaje para su uso en un molino para molienda durante el 5 transcurso de las operaciones de procesamiento del mineral. Mas particularmente, la presente invencion se refiere a un blindaje de molino revestido de acero compuesto para su uso en molinos AG y SAG.

Antecedentes de la invención

Los molinos trituradores son equipos tipicos para el procesamiento de minerales, como se ha mencionado anteriormente. Un molino triturador convencional, generalmente, tiene una carcasa con forma de tambor conectada 10 a los cabezales del molino conicos/verticales con mufones integrales o empernados, y el conjunto esta montado en las mufequillas de los cojinetes para su rotacion. El Molino de Molienda Semi-Autogeno, o SAG, es un molino tipico que, a diferencia de los molinos de bolas, usa bolas de acero junto con material de suministro de roca como medios para romper las rocas en operaciones de trituracion. El tambor rotatorio arroja continuamente las rocas y las bolas en un movimiento ultra-rapido que provoca la rotura de las rocas mas grandes, principalmente por impacto. El 15 desgaste por frotamiento en la carga provoca la molienda de particulas mas finas. Los molinos SAG tienen, en su superficie interna, barras elevadoras y placas de carcasa como blindajes para realizar la carga de bolas y mena/rocas en su interior, hasta un punto conocido como limite de carga, o donde las fuerzas centrifugas que actuan sobre los componentes de la carga se hacen iguales al peso de los componentes de la carga. Estos efectos en la carga parabolica caen hacia la region de base, bajo la influencia de la velocidad tangencial y la aceleracion

20 debido al crecimiento. Este movimiento de la carga facilita la molienda objetiva.

Por el contrario, los molinos autogenos, o molinos AG, no usan bolas de acero. El tambor rotatorio arroja solo la mena/roca, lo que provoca la rotura por impacto de la mena. El desgaste por frotamiento en la carga del medio de rocas provoca tambien la molienda de particulas mas finas que estan presentes en el suministro o que se generan en el transcurso de la rotura de la roca durante la molienda.

25 Las fuerzas de impacto significativas generadas durante el funcionamiento de los molinos trituradores, debido a la colision continua entre las bolas de acero, la mena y los blindajes de la carcasa interna del tambor rotatorio mientras trituran la mena a particulas mas finas, provocan tambien la degradacion de los medios de trituracion y el blindaje del tambor. En vista del ciclo de vida de desgaste del sistema de blindaje que se usa, el tiempo muerto de operacion para la maquina junto con un segmento vital del OPEX se manifiesta en el extremo del usuario. Cuanto mayor sea el

30 ciclo de vida de desgaste de los blindajes, mejor sera la disponibilidad de la maquina, que se desea.

Para minimizar la tasa de desgaste y prolongar la vida de los blindajes, se han usado diversos tipos de blindajes. Normalmente, se usan blindajes de acero de aleacion colada completa, sistema de busqueda de polimero mezclado de bajo contenido de metal y alto contenido de caucho y blindajes de solo caucho en los molinos AG/SAG. Los materiales de blindaje magnetico tambien se conocen para usarlos para retener en su sitio las astillas o copos de los

35 blindajes generados debido a impacto severo y abrasion de los mismos en el transcurso del procedimiento de trituracion. Sin embargo, los diversos materiales de blindaje anteriores tienen sus limitaciones individuales y no proporcionan resultados muy satisfactorios en lo que respecta a la vida util deseada del blindaje, frente a condiciones de operacion agresivas.

Un ejemplo de los blindajes mencionados anteriormente puede encontrarse en la Patente de Estados Unidos N° US

40 6036127-A, en la que se desvela un elemento de blindaje para montar sobre una superficie interna de una camisa del tambor en un molino triturador, que comprende un miembro elevador alargado de un material resistente al desgaste, adaptado para orientarse axialmente con respecto a la camisa del tambor, y proyectarse radialmente hacia el interior del tambor, y un miembro de soporte, de una sola pieza, alargado, de un material elastomerico adaptado para soportar de forma elastica el miembro de elevador alargado, en toda la longitud del mismo, por

45 encima de la superficie interna de la camisa del tambor. El miembro de soporte se extiende perifericamente en una direccion hacia atras con respecto a una direccion de rotacion hacia adelante, operativa, del tambor en contacto con un elemento de blindaje posterior a montar sobre la superficie interna, y cubrir totalmente entre ellos la superficie interna de la camisa del tambor.

Puede encontrarse otro ejemplo en la Patente de Estados Unidos N° US-5752665-A; en la que se desvela un

50 adaptador para montar un blindaje a un primer molino, que tiene un diametro interno con un primer contorno. El blindaje tiene una cara trasera con un segundo contorno conformado para adaptarse con un segundo molino. El adaptador incluye una cara superior y una cara inferior. La cara superior soporta la cara trasera del blindaje. La cara inferior tiene un contorno formado para adaptarse con el contorno del primer molino.

Pueden encontrarse otros ejemplos de elementos de blindaje en los documentos de patente N° WO-2006/13258255 A1, DE-1274856-8, DE-1298390-8, EP-325666-A1, US-2456266-A o DE-448316-C, entre otros.

Adicionalmente, la sustitucion del blindaje interno del molino es un procedimiento engorroso, y los tipos de blindajes mencionados anteriormente son especificos para la operacion, y no pueden adaptarse con posterioridad a los molinos trituradores. Tambien, el disefo de construccion de los blindajes usados en el estado de la tecnica depende de los patrones de perforacion en el molino. Los blindajes de polimero o caucho estan en forma de barras o placas. Una barra es responsable de la elevacion de la carga. La placa esta localizada entre las barras, y cada barra tiene que empernarse individualmente a la carcasa. En dicho sistema, por lo tanto, el numero de barras o elevadores es totalmente dependiente del numero de orificios presentes en una fila disponible en la carcasa del molino. En el caso de blindajes solo colados, el perfil asegura que el elevador y la placa esten en una sola pieza, dando como resultado pesos elevados de los blindajes individuales. Puesto que los blindajes colados son pesados y la desviacion durante el impacto es muy baja, el tamafo de los componentes fisicos de fijacion tambien es mayor, y consume mas tiempo para fijar y desmantelar. Excepto los blindajes de acero colado, no hay otras formas de blindajes disponibles en la industria actualmente que sean capaces de iniciar una molienda eficaz durante el transcurso de la rotacion bidireccional de la carcasa.

De esta manera, ha habido una necesidad constante de un blindaje mejorado para la carcasa interna de los molinos trituradores, que pueda superar los inconvenientes mencionados anteriormente.

Objetos de la invención

Por lo tanto, un objeto de la presente invencion es proporcionar un blindaje, que podria proporcionar un mayor ciclo de vida de desgaste para los molinos trituradores.

Otro objeto de la invencion es proporcionar un blindaje para los molinos trituradores, que pueda adaptarse facilmente con posterioridad en un molino que tenga una distribucion de la perforacion de orificios algo diferente en la carcasa, que no conduce a la aplicacion especifica.

Otro objeto mas de la invencion es proporcionar un blindaje para molinos trituradores que tenga un peso relativamente ligero, comparado con los blindajes de acero colado, reduciendo de esta manera el efecto de inercia del sistema de accionamiento del molino, y suministrando comodidad al motor en terminos de tiempo de arranque.

Otro objeto adicional de la invencion es proporcionar un blindaje para la carcasa de los molinos trituradores que sea independiente del patron de perforacion de la carcasa existente, en terminos de fijacion.

Un objeto adicional de la invencion es proporcionar un blindaje para los molinos adecuado para la rotacion bidireccional compartida. Un objeto adicional de la invencion es proporcionar sujeciones de tamafo relativamente menor, en comparacion con los blindajes de acero colado, de manera que los requisitos adicionales de la instalacion y el tiempo muerto para la instalacion/desmantelado pueden minimizarse.

Otro objeto de la invencion es proporcionar un blindaje para el molino triturador basado en este concepto, que pueda fabricarse de una manera personalizada para diferentes aplicaciones de trituracion.

Estos y otros objetos de la invencion resultaran evidentes a partir de la descripcion de las realizaciones a modo de ejemplo de la invencion, descritas mas adelante en el presente documento. Por supuesto, la presente invencion no esta limitada a dicha realizaciones o a los dibujos, con cuya ayuda se describen las realizaciones, simplemente para explicar la invencion a modo de ejemplo.

Sumario de la invención

Para conseguir los anteriores y otros objetivos, la invencion proporciona un molino triturador que comprende una carcasa y un blindaje compuesto, de acuerdo con la reivindicacion 1.

Preferentemente, la capa de acero superior esta fabricada de un acero colado de aleacion de tipo cromo-molibdeno. La capa de acero superior y la capa de caucho inferior estan sujetadas adicionalmente mediante un anclaje metalico integral.

Dicho anclaje esta embebido dentro la capa de caucho.

El espesor de dicha capa metalica superior es mayor que el de dicha capa de caucho inferior. Preferentemente, el espesor de la capa metalica en el area de la placa es de al menos aproximadamente 40 mm, excluyendo la seccion de anclaje.

Preferentemente, dicha capa de caucho tiene un espesor de al menos aproximadamente 20 mm.

Dicho blindaje se puede adaptar con posterioridad en un molino SAG/AG, independientemente del numero de orificios presentes en una fila disponible en la carcasa del molino.

A medida que la capa metalica se desgasta, el blindaje se hace mas elastico, y su tasa de desgaste relativa

disminuye.

La invencion proporciona tambien un procedimiento de fabricacion de un blindaje de material compuesto para el molino de acuerdo con la reivindicacion 9.

Preferentemente, la prensa hidraulica tiene una capacidad de 1000 T y el procedimiento de calentamiento se realiza a una temperatura del plato de 172 °C.

Breve descripción de los dibujos adjuntos:

La Figura 1es una vista en seccion transversal de un molino triturador a modo de ejemplo, equipado con el blindaje de la invencion. La Figura 2 es un grafico que muestra el desgaste relativo del blindaje del molino con el tiempo. La Figura 3 ilustra una realizacion preferida del blindaje del molino de acuerdo con la invencion. La Figura 4 ilustra otra realizacion preferida del blindaje del molino de acuerdo con la invencion.

Descripción detallada de la invención

De acuerdo con la invencion, se muestra un refuerzo de caucho blando, distribuido simetricamente sobre un sistema de blindaje de material compuesto, como se muestra en la figura 1. La pared interna de la carcasa del molino triturador (1) esta equipada posteriormente con un blindaje para molino (3), de material compuesto, con refuerzo de caucho. El blindaje tiene una capa superior fabricada de acero colado. Un ejemplo del blindaje de la invencion es una capa de acero colado de cromo-molibdeno, con una capa trasera de caucho integrada. El caucho natural puede usarse para fabricar la capa de caucho. Estas dos capas forman un sistema integrado de refuerzo de caucho y blindaje de material compuesto. Las dos capas se unen juntas mediante vulcanizacion en caliente, en el transcurso del moldeo por transferencia.

El blindaje de la invencion ha suprimido el presente concepto de barras elevadoras de fijacion en la carcasa. En su lugar, el presente blindaje es un solo perfil integrado de una barra o barras o una placa o placas. Por lo tanto, independientemente de cualquier numero de orificios disponibles en una fila, pero dependiendo unicamente del numero de elevaciones requeridas para una aplicacion especifica, puede disefarse un perfil individual. Por lo tanto, cualquier clase de adaptacion posterior es posible en este blindaje. El blindaje integrado esta instalado sobre la carcasa de la manera conocida asociada con los blindajes de peso ligero de caucho o polimero, usando abrazaderas o pernos, tuercas o sellado.

Debido a la presencia de un refuerzo de caucho blando y distribuido simetricamente en el blindaje, la tasa de desgaste de la superficie de acero es menor, en comparacion con la del sistema de blindaje de polimero o en el blindaje de metal compuesto. Debido a esta distribucion unica del sistema metal-caucho en el blindaje, a medida que el metal se desgasta, el blindaje se hace mas elastico y su tasa de desgaste relativo disminuye. El efecto se hace mucho mas significativo despues de que el blindaje haya alcanzado su periodo de semi-vida. Este efecto se muestra en la Figura 2. La pendiente de la curva indica claramente que la tasa de desgaste relativo disminuye bruscamente despues de la linea de semi-vida TH. La linea TD muestra el tiempo para desechar el blindaje.

Sobre el blindaje puede disponerse una disposicion adicional, si fuera necesario, para la operacion de trituracion, tal como un perfil del elevador de la forma requerida, colando la pieza metalica con el perfil designado.

La Figura 3 muestra la vista en seccion transversal del sistema de blindaje compuesto con un elevador (4) y que tiene un sistema de sujecion (5) de dos puntos con la carcasa. La seccion sombreada (6) representa el acero solido colado. Encima de la colada, se muestra un sistema de rejilla de metal colado bidireccional. La seccion de rejilla se ha proporcionado como retardante del desgaste durante el procedimiento. Se han mostrado en los dos extremos los anclajes integrales de la seccion metalica, embebidos en el caucho para asegurar una proteccion adecuada contra la separacion del metal del caucho, debido a la fuerza encontrada por el blindaje mientras vence su movimiento a traves de la zona de base, con mayor presion dinamica en el molino. Se muestran tambien dos abrazaderas de aluminio en el punto de fijacion. Toda la zona no sombreada restante (2) representa caucho.

La Figura 4 muestra una seccion transversal de un perfil de blindaje compuesto con un elevador y con un sistema de fijacion de un solo punto. La seccion sombreada (6) representa acero solido colado, que tiene un sistema de rejilla bidireccional en la parte superior, mostrandose tambien un sistema de anclaje integrado y una abrazadera de aluminio. El area no sombreada (2) representa caucho.

El espesor del area de seccion transversal del acero se mantiene mayor que la del caucho en este sistema de blindaje. De hecho, esta es una de las diferencias basicas de este blindaje inventivo con el de los blindajes de polimero.

El espesor de la capa de acero no sera uniforme en toda su extension, y dependera de la aplicacion especifica. El espesor del caucho para este blindaje no solo supone proporcionar un soporte resistente a desgaste y corrosion. La

funcion basica de la capa de caucho es aqui proporcionar soporte elastico, que contrarrestara las fuerzas ejercidas por la carga dinamica sobre el elevador y la placa en el interior del molino. Como un ejemplo, el espesor minimo de la capa metalica en el area de placa deberia ser de aproximadamente 40 mm, excluyendo la seccion de anclaje. El espesor del caucho libre correspondiente puede estar en el intervalo de 20 mm-50 mm. Como corolario, si el espesor del metal, en el estado desgastado, en el area de placa junto con la altura del elevador es de 5 mm, el espesor total del elevador se hace de aproximadamente 50 mm.

El blindaje de la invencion se fabrica en un procedimiento por etapas. La pieza metalica se cuela como estaba previsto de acuerdo con el perfil de elevador requerido, y se trata con calor, y el perfil de metal colado se chorrea con arena para limpiar la superficie. El compuesto adhesivo de caucho se aplica al area enlazada de la pieza metalica y las piezas de insercion de abrazadera de aluminio. Posteriormente, la transferencia del conjunto de molde se realiza facilmente, conteniendo la parte superior del molde el perfil metalico y conteniendo la parte inferior del molde las piezas de insercion de la abrazadera de aluminio. Ahora, la preforma de caucho caliente se distribuye simetricamente en la parte inferior del molde en la prensa hidraulica con capacidad de 1000 T y el plato que contiene las cavidades de molde se calienta a una temperatura de 172 °C. El molde prefabricado se cierra en la prensa y se presiona para fijarlo a la capa de caucho inferior. El tiempo de prensado varia de 2 a 3 horas, para una vulcanizacion y enlace apropiados del perfil metalico sobre la capa de caucho, convirtiendolo de esta manera en un perfil de blindaje de metal-caucho integrado. Una vez que el enlace y la vulcanizacion se hayan completado, el blindaje se retira del molde.

En esta linea, es posible por tanto disponer en este blindaje un numero diferente de elevadores en un area dada, de acuerdo con las necesidades, sin depender del numero de filas disponibles. El blindaje de la invencion puede producirse en longitudes de arco y disposiciones de fijacion personalizadas, para hacer que la adaptacion posterior en cualquier molino sea mucho mas facil y rapida.

Resultara evidente para un experto en la materia que, debido a la caracteristica anterior del blindaje, el patron de perforacion de la carcasa del molino no es significativo. El numero de elevadores o el numero de filas del elevador en la carcasa puede alterarse sin cambiar la carcasa. Esta flexibilidad ayudara al usuario a convertir cualquier molino de bolas usado a un modo SAG o FAG. Este blindaje puede usarse tambien cuando el blindaje de caucho o polimero puro no puede usarse como una alternativa a los blindajes metalicos, tal y como para un blindaje de molinos SAG/FAG de diametro mayor de 9 metros.

Debido al menor peso en comparacion con el blindaje de acero equivalente, el valor GD2 del molino disminuira tambien significativamente.

La densidad relativa del acero colado estara en el intervalo de 7,6 a 7,85 kg/dm3. Mientras que la densidad relativa del caucho usado en el blindaje compuesto seria de 1,14 a 1,16 kg/dm3. Como la seccion transversal del blindaje compuesto tiene algo de acero y algo de caucho, para una forma dada del blindaje que ocupa un volumen V, el peso de los blindajes de acero serian de (7,6 -7,85) x V kg. Mientras que el peso de los blindajes compuestos seria de {x*(1,14 -1,16) + (V-x) *(7,6 -7,85)} kg. [x: volumen de caucho]. A partir de las expresiones anteriores, queda claro que el peso de los blindajes de acero seria mayor que el de blindaje compuesto de la invencion para cualquier forma y volumen dados.

El valor GD2 de un equipo rotatorio es su efecto de inercia, referido automaticamente como: 4 *WK2 (W: peso de la masa rotatoria y K: radio de giro).

Como el peso del blindaje con el sistema de blindaje compuesto seria menor comparado con el del sistema de blindaje de metal completo, la masa rotatoria del molino triturador con los blindajes seria menor con el sistema de blindaje compuesto.

El tiempo de arranque del motor de activacion es = K.GD2/ Ta (cuando Ta = par de torsion de aceleracion media y K = constante).

A medida que el valor GD2 mencionado del motor se hace menor, el arranque se hace mas facil y el tiempo requerido para efectuar el mismo tambien es menor. De esta manera, el tiempo de limite termico para cada arranque seria menor para el motor accionador, dandole el alivio que se manifiesta en terminos de vida util del motor.

El movimiento de volteo de la carga induce un gran impacto sobre el sistema de blindaje en un patron ciclico. Esto, a su vez, provoca un monton de astillas de desgaste, junto con tensiones anormales en las sujeciones de fijacion. Con el sistema compuesto elastico de la invencion, la magnitud de impacto se reduce en 5 a 6 veces respecto a su intensidad real, de manera que las oportunidades de sufrir dafos se hacen menores. Por lo tanto, la eficacia del blindaje de la invencion sera bastante mejor que todos los otros tipos de blindaje para las condiciones en las que las aplicaciones exigen un movimiento ultra-rapido parcial de cambio en el molino para tratar materiales que tienen una alta competencia inicial. De esta manera, con este tipo de blindajes puede abordarse la dificil operacion de FAG/SAG. .

Debe entenderse que el concepto de la invencion se ha descrito con ayuda de realizaciones a modo de ejemplo no limitantes. El alcance de la invencion debe considerarse como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

1. REIVINDICACIONES

   1. Molino triturador que comprende una carcasa y al menos un blindaje compuesto (3) sujetado a una pared interna de dicha carcasa, caracterizado porque dicho al menos un blindaje compuesto (3) comprende:

   una capa superior (6) de acero colado de aleacion enlazado sobre una capa inferior (2), distribuida

   5 simetricamente, de caucho, estando dicha capa superior (6) pre-colada para formar un perfil deseado sobre la superficie superior de dicho al menos un blindaje compuesto (3), requerido para operaciones de trituracion especificas, teniendo una parte superior de la capa superior (6) una rejilla de metal colado bidireccional, y elemento de sujecion (5) de al menos un punto, embebido en la capa inferior (2) que sujeta dicho al menos

   10 un blindaje compuesto (3) a la carcasa.

2. 2.

   Molino triturador de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la capa superior (6) comprende un acero de aleacion de cromo-molibdeno.

3. 3.

   Molino triturador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que la capa superior (6) y la capa

   inferior (2) se sujetan adicionalmente mediante al menos un anclaje metalico integral, embebido dentro del caucho 15 de la capa inferior (2).

4. 4.

   Molino triturador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el espesor de la capa superior (6) no es uniforme.

5. 5.

   Molino triturador de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el espesor de la capa superior (6) es mayor que el espesor de la capa inferior (2).

   20 6. Molino triturador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el espesor de la capa superior (6) en el area de placa es de al menos aproximadamente 40 mm, excluyendo el area de anclaje.
6. 7. Molino triturador de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que el espesor de la capa inferior (2) es de al menos aproximadamente 20 mm.
7. 8. Molino triturador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el elemento de sujecion 25 (5) de al menos un punto consiste en una abrazadera de aluminio.
8. 9. Un procedimiento para fabricar un blindaje compuesto (3) comprendido por un molino triturador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende las siguientes etapas:

   -

   colar una pieza metalica de acuerdo con un perfil de elevador requerido en la capa superior (6) del blindaje compuesto (3),

   30 - tratar con calor y chorrear con arena el perfil metalico colado para limpiar la superficie, -aplicar un compuesto adhesivo de caucho al area enlazada de la pieza metalica y las piezas de insercion de abrazadera de aluminio (5), -fabricar un conjunto de molde de transferencia, conteniendo una parte superior de un molde el perfil metalico y conteniendo una parte inferior del molde las piezas de insercion de abrazadera de aluminio (5),

   35 -distribuir simetricamente una preforma de caucho caliente en la parte de molde inferior, en una prensa hidraulica, y calentar, y -cerrar el molde prefabricado en la prensa y presionarlo para fijar la capa metalica al caucho de la capa inferior (2).
9. 10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que el tiempo de prensado de la etapa de prensado,

   40 realizada en la prensa, varia de 2 a 3 horas para una vulcanizacion apropiada, y enlaza el perfil metalico sobre la capa inferior de caucho (2), convirtiendola de esta manera en un perfil de blindaje compuesto (3) integrado metalcaucho.
10. 11. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, en el que la prensa hidraulica tiene una capacidad de 1000 T y el procedimiento de calentamiento se realiza a una temperatura del plato de 172 °C.