MX2012011180A - Dispositivo y metodo de granulacion. - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de granulación y método para granular materiales de granulación, que tiene un disco de granulación inclinado a la horizontal y proporcionado con capacidad de girar, en donde el disco de granulación se impulsa mediante un dispositivo motor. El disco de granulación comprende una parte inferior y una pared lateral, y la altura efectiva de la pared lateral es variable. La pared lateral comprende un dispositivo interno de pared lateral y un dispositivo externo de pared lateral, el dispositivo interno de pared lateral se dispone ajustable en altura en relación con el dispositivo externo de pared lateral.

Description

DISPOSITIVO Y MÉTODO DE GRANULACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un dispositivo de granulación para granular materia adecuada para granularse, para facilitar o permitir el manejo, almacenamiento, y procesamiento, por ejemplo, por medio de aglomeración. Por ejemplo, la capacidad de fluidez puede mejorarse y reducirse la producción de polvo.

Aunque la invención se describirá a continuación sustancialmente con referencia a la fabricación de gránulos de mineral de hierro para la fabricación de acero, el dispositivo de granulación de acuerdo con la invención asimismo puede utilizarse para la aglomeración o granulación de otras sustancias adecuadas para granularse. Por ejemplo, materiales primarios diferentes, materiales secundarios tales como fertilizantes, polvo de filtro, u otras mezclas o materiales residuales, pueden granularse para un mejor manejo y/o para evitar la segregación, con el fin de obtener un producto que ofrezca facilidad de procesamiento.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la técnica anterior, se han llegado a conocer dispositivos de granulación que procesan, de manera confiable, por ejemplo, hasta polvo o finamente divididos, materiales de granulación adecuados para obtener gránulos. Por ejemplo, se conoce un formador de gránulos de DE 29 17 279 que tiene un disco circular con un canto circunferencial que puede rotar alrededor de un eje inclinado. El material de granulación pre-mezclado y, opcionalmente, un agente adhesivo, se introducen en el disco. Las cuchillas por arriba del disco dan lugar a que un nivel consistente de la capa inferior del material a granel que se granulará. Con el movimiento giratorio del disco, el material de granulación se aglomera. Los gránulos descargados se clasifican. Cualquier gránulo que no se haya aglomerado suficientemente se devuelve al proceso.

La técnica anterior dada a conocer en DE 29 17 279 opera de manera confiable. Por medio de la variación de la velocidad rotacional del disco y la adaptación del agente adhesivo introducido, los parámetros de operación pueden modificarse con el fin de permitir el ajuste del formador de gránulos a diferentes condiciones de operación dentro de cierto alcance.

El inconveniente de esta técnica anterior conocida, sin embargo, es que sólo unos cuantos parámetros variables y límites comparativamente estrechos se encuentran disponibles para ajustar las condiciones de operación.

Debido a diferencias estacionales en la humedad ambiental y diferentes condiciones de almacenamiento del material de granulación, las mismas condiciones de operación resultan en diferentes tamaños de gránulos terminados.

Con JP 07068148 A otro disco de granulación se ha publicado. El solicitante no está enterado de un sistema de granulación de acuerdo con JP 07068148 A en el mercado. JP 07068148 A describe que la distribución de tamaños de los gránulos formados se mide a intervalos periódicos. Se pretende que los gránulos terminados se elaboren dentro del intervalo deseado de diámetros, entre 5 y 15 mm. Para mantener la distribución de diámetros de los gránulos en el intervalo deseado, la velocidad rotacional, el ángulo de inclinación del disco de granulación y el volumen del espacio de procesamiento, se reajustan según se necesite mediante la modificación de la altura de la pared lateral.

Muchos ensayos diferentes del solicitante para construir un disco de granulación con una pared lateral extensible telescópicamente, para variar el tamaño del espacio de procesamiento según se necesite, no han producido resultados utilizables. Por lo general, las partículas de granulación depositadas en forma pulverizada suelen terminar apelmazadas entre las paredes laterales que pueden desplazarse en direcciones opuestas, lo que de esta manera impide o incluso prohibe el ajuste de la altura.

Se ha considerado una solución con una pared lateral ajustable con una cubierta tipo fuelle. Parecería improbable, sin embargo que el fuelle pudiera resistir por años las cargas que se presentan en la operación continua.

Básicamente es deseable un sistema de granulación que permita variar de manera confiable el volumen de espacio de procesamiento.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de granulación en el cual el tamaño del espacio de procesamiento pueda ajustarse, variable y permanentemente de manera confiable, a diferentes condiciones de operación.

Este objeto se resuelve por un dispositivo de granulación que tiene los atributos de la reivindicación 1. El método de acuerdo con la invención es la materia objeto de la reivindicación 15. Las modalidades específicas preferidas de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes. Las ventajas y configuraciones adicionales de la invención pueden tomarse a partir de las modalidades ejemplares.

Un dispositivo de granulación de acuerdo con la invención, para granular materiales de granulación, comprende por lo menos un disco de granulación inclinado a la horizontal y con la condición de que pueda girar. El disco de granulación puede impulsarse mediante un dispositivo motor. El disco de granulación comprende por lo menos una parte inferior y por lo menos una pared lateral. La parte inferior y la pared lateral ofrecen un espacio de procesamiento. El proceso de granulación se lleva a cabo en el espacio de procesamiento. El tamaño del espacio de procesamiento puede variarse por medio de la variación de una altura efectiva de la pared lateral. La pared lateral comprende un dispositivo interno de pared lateral y un dispositivo externo de pared lateral, el dispositivo interno de pared lateral se dispone ajustable en altura en relación con el dispositivo externo de pared lateral.

Un dispositivo de granulación, de acuerdo con la invención, tiene muchas ventajas. De manera sorprendente, se ha encontrado que un dispositivo interior de pared lateral desplazable conduce al resultado deseado. Con un dispositivo ajustable externo de pared lateral, sin embargo, la capacidad de ajuste tiende a bloquearse un número inadmisible de veces. Entonces, es bastante asombroso que opere con un dispositivo interior ajustable de pared lateral. Particularmente, el dispositivo interior ajustable de pared lateral se expone de manera continua al material de granulación.

Una pared lateral exterior ajustable, como se conoce, por ejemplo, de JP 07068148 A, también tiende a atascarse debido a la materia que se asienta en medio, y se fuga. Una operación confiable durante muchos años y décadas no parece posible. El dispositivo ajustable de pared lateral, que de acuerdo con la invención se encuentra dentro, sin embargo, opera de manera confiable incluso cuando se dan las cargas más altas.

Una ventaja considerable del dispositivo de granulación de acuerdo con la invención yace en que el volumen del espacio de procesamiento puede variarse de manera confiable y durante períodos prolongados, en particular también durante la operación. El espacio de procesamiento que, por lo general, es un tipo de techo abierto, se encuentra generalmente definido por la parte inferior y la pared lateral. El tamaño variable del espacio de procesamiento permite influir, efectivamente de manera considerable, en el tiempo de permanencia. El rendimiento y la porción de la fracción de grano útil pueden mejorarse.

Dado que el material introducido es irregular en su calidad con el tiempo y/o depende de su procedencia, y dado que las condiciones de almacenamiento y el contenido de humedad de los materiales procesados difieren, las condiciones consistentes ocasionan la formación de gránulos de diferente tamaño, firmeza, y compactación, lo cual es indeseable. La invención permite un ajuste automático y continuo de una gran diversidad de parámetros, en particular incluyendo la altura efectiva de la pared lateral, de tal modo que los resultados deseados puedan observarse de manera confiable.

Adicionalmente, es posible variar el diámetro del espacio de procesamiento para ampliar el tamaño del espacio de procesamiento. Por lo general, un espacio de procesamiento de diámetro más grande con condiciones de otra manera invariables, resultará en un rendimiento total incrementado, mientras un espacio de procesamiento más pequeño conducirá a un rendimiento total disminuido. De esta manera, el rendimiento total de los gránulos elaborados puede influenciarse mediante el diámetro del espacio de procesamiento.

Por medio del incremento en la altura del espacio de procesamiento, se logra un tiempo de permanencia más prolongado y, de esta manera, se descargan gránulos más grandes en promedio, mientras la disminución en la altura del espacio de procesamiento ocasiona un tiempo de permanencia más corto y, de esta manera, se descargan gránulos más pequeños en promedio.

También es favorable que, mediante el tiempo de permanencia y, opcionalmente, otros parámetros, la compactación y porosidad de los gránulos generados pueda influenciarse también.

Una ventaja considerable del dispositivo de granulación de acuerdo con la invención es que la altura efectiva de la pared lateral puede cambiarse rápidamente y, en particular, ajustarse con dependencia del material de granulación o, de otro modo, de sus propiedades actuales y/o de las propiedades de los gránulos elaborados. Esto permite respuestas flexibles y rápidas para los requerimientos que prevalecen actualmente. El rendimiento del dispositivo de granulación de acuerdo con la invención puede incrementarse de manera considerable, y reducirse los desechos de manera considerable. El espacio de procesamiento se confina en particular por la altura efectiva de |a pared lateral y la parte inferior. El espacio de procesamiento que, por lo general, es un tipo de techo abierto, puede ampliarse al ampliar la altura efectiva de la pared lateral. Esta ampliación es posible la levantar la pared lateral o, por ejemplo, al bajar la totalidad o, por lo menos partes, de la parte inferior.

En el proceso de granulación, los materiales de granulación a granel se depositan en el disco de granulación y, por lo general, giran una serie de veces con el disco de granulación antes de que el gránulo terminado deje el disco de granulación a lo largo de la pared lateral.

Se entiende actualmente que la aglomeración significa la transferencia de partículas finas o materiales de textura fina a productos en nódulos que tienen propiedades mejoradas de transporte y/o de procesamiento y/o funcionales. Lo que es decisivo para la aglomeración son las fuerzas de atracción entre las partículas. Pueden actuar fuerzas de atracción entre partículas, por ejemplo, en forma de fuerzas capilares por medio de puentes líquidos, puentes sólidos, y fuerzas de Van der Waals.

El espacio de procesamiento del disco de granulación puede formarse por un recipiente cilindrico plano, inclinado y giratorio. Las partículas finas depositadas se arrastran debido a la rotación del recipiente dependiente de las condiciones de operación tales como, por ejemplo, la velocidad de rotación y el ángulo de ajuste, por ejemplo, hasta la posición más alta del disco desde donde se descargan a un lecho de material. Para generar mejores o adecuadas condiciones de adhesión, el material, por ejemplo, puede rociarse con un agente adhesivo desde arriba.

En la granulación, las partículas más pequeñas, por lo general, se localizan primero cerca de la parte inferior del disco de granulación. Cuando, por ejemplo, se forman puentes líquidos, se generan núcleos de gránulos que migran a la parte superior en las partículas finas en el lecho de material. Este proceso de crecimiento de gránulo puede sobreponerse por una desintegración continua de gránulo. Debido a las fuerzas adhesivas predominantes, se acumulan partículas y masas de gránulos adicionales hasta que los aglomeraciones son suficientemente grandes para descargarse a lo largo de la pared lateral o más allá del borde del disco debido a la acción de la gravedad. Debido a este efecto de segregación, los gránulos elaborados en el disco de granulación pueden comprender una distribución de tamaños granulares muy cercana.

Pueden emplearse cuchillas para evitar que el material se apelmace en el espacio de procesamiento. Estos sistemas opcionalmente estacionarios o dinámicos pueden resultar en un componente vertical adicional de mezclado exhaustivo de material.

Sin embargo, incluso cuando se da una influencia intencional de la velocidad rotacional, el ángulo de inclinación y la adición de agentes adhesivos, agua o similares, cierta porción de los gránulos descargados mostrará un intervalo de diámetros fuera del intervalo de diámetros deseado. Gránulos demasiado pequeños y demasiado grandes pueden revisarse y reintroducirse al proceso.

El dispositivo de granulación inventivo en el cual la altura efectiva de la pared lateral es ajustable a través del ajuste del dispositivo interno de pared lateral que permite incrementar notablemente la proporción de los gránulos en el intervalo granular útil deseado. Esto incrementa la efectividad del dispositivo de granulación con el fin de obtener un rendimiento superior considerable. Con las dimensiones sin cambiar y las condiciones de operación sin cambiar, la cantidad de la fracción de grano útil producida se incrementa de manera considerable.

La pared lateral de disco de granulación puede estructurarse como un sistema simple o de otro modo uno complejo. La pared lateral puede comprender un dispositivo interno de pared lateral y un dispositivo externo de pared lateral. O, de otro modo, es posible una estructura telescópica de la pared lateral de dos o más componentes de pared lateral.

En particular, es posible que la parte inferior y el dispositivo de pared lateral se proporcionen movibles y, en particular, desplazables uno en relación con otro. La parte inferior o por lo menos parte de la parte inferior puede proporcionarse movible y en particular desplazable en relación con un dispositivo estacionario de pared lateral. También se prefiere que la parte inferior y el dispositivo interno de pared lateral se proporcionen movibles por lo menos en parte.

También es posible proporcionar sólo parte de la parte inferior ajustable en altura, por ejemplo, un área central, interna, o una externa, u otra.

En configuraciones preferidas, se proporciona por lo menos un dispositivo de ajuste para ajustar la altura efectiva de pared lateral. En particular, se prefiere un dispositivo hidráulico para ajustar en altura la pared lateral. Un motor de ajuste también es posible y preferido en particular, lo cual ocasiona el ajuste en altura de la pared lateral, por ejemplo, mediante un husillo o un piñón de cremallera o similares. En el caso de grandes dispositivos de granulación que implican un gran rendimiento, los dispositivos de ajuste hidráulico ofrecen ventajas dado que pueden transmitir grandes fuerzas. Los husillos, por otro lado, son flexibles al utilizarse y permiten disponer múltiples husillos distribuidos alrededor de la circunferencia de un disco de granulación según se requiera.

En una modalidad preferida específica, el dispositivo interno de pared lateral se proporciona ajustable en altura mediante varias varillas de empuje. Por ejemplo, el dispositivo de ajuste, mediante las varillas de empuje, puede actuar sobre el dispositivo de pared lateral centralmente o distribuirse en varios lugares. De otro modo, es posible que una o más varillas de empuje se proporcionen con un huso o similares sobre el cual los motores de ajusfe correspondientes actúan en una forma coordinada. Preferiblemente, las varillas de empuje se guían a través de rodamientos y, en particular, rodamientos lineales para reducir la fricción.

En configuraciones preferidas de la invención, el ángulo de inclinación del disco de granulación es cambiable y, en particular, ajustable. El ángulo de inclinación del disco de granulación preferiblemente puede cambiarse por lo menos en detenimiento. De otro modo, es posible que el ángulo de inclinación del disco de granulación pueda cambiarse en operación y, en particular, incluso cambiarse automáticamente.

Preferiblemente, se proporciona por lo menos un dispositivo impulsor para ajustar el ángulo de inclinación del disco de granulación.

Se prefiere particularmente que la altura efectiva de la pared lateral del disco de granulación pueda cambiarse preferiblemente de manera automática por lo menos en detenimiento y, en particular, durante la operación. Esto permite adaptar, rápidamente en operación, la altura efectiva de la pared lateral del disco de granulación a las condiciones y/o requerimientos actuales.

Se prefiere proporcionar por lo menos un dispositivo sensor para capturar la altura actual de la pared lateral. También es posible que el impulso de ajuste de la pared lateral capture su posición en forma autónoma mediante transmisores del ángulo rotacional absoluto o similares.

En configuraciones particularmente preferidas, por lo menos un dispositivo sensor se proporciona para capturar los tamaños y/o las formas de los gránulos descargados terminados. Por ejemplo, en lugar del tamaño de los gránulos formados, puede determinarse la fracción de masa y/o la fracción de volumen de los gránulos descargados que se sitúan en el intervalo deseado de diámetros. De otro modo, se determina la fracción de masa de los gránulos que tienen diámetros demasiado grandes y/o demasiado pequeños. De otro modo, capturar el diámetro de los gránulos elaborados es posible al utilizar, por ejemplo, métodos ópticos de medición.

Preferiblemente, se captura por lo menos un parámetro del material de granulación. Por ejemplo, puede medirse el contenido de humedad en el material de granulación. Es posible una gran diversidad de mediciones de propiedades químicas o físicas del material de granulación. En particular, también es posible capturar la distribución de tamaños de los materiales que se depositarán y granularán.

Al medir uno o más parámetros del material de granulación y al asociar estos parámetros con los parámetros operativos actuales y la distribución de tamaños de los gránulos elaborados, el rendimiento operativo puede mejorarse e incluso optimizarse por medio de un dispositivo de control.

En particular, es posible, al medir por lo menos un parámetro del material de granulación y al capturar el tamaño o por lo menos un parámetro diferente de los gránulos terminados, adaptar por consiguiente la altura efectiva de la pared lateral y/o la velocidad del disco de granulación y/o el ángulo de inclinación del disco de granulación para lograr la producción total más efectiva. La velocidad máxima del disco de granulación por lo general se limita a asegurar que los gránulos formados puedan descargarse.

En particular, es posible variar la adición de aditivos y/o agua u otros líquidos o sólidos. La cantidad del agente adhesivo suministrado, por ejemplo, puede ajustarse. La adición es posible y preferida antes de depositar el material de granulación sobre el disco de granulación y/o en el disco de granulación.

En las configuraciones preferidas se proporciona por lo menos una cuchilla en el disco de granulación. Tal cuchilla sirve para regular el espesor de capa en la parte inferior y/o para controlar el lecho de material por lo general.

Preferiblemente, el dispositivo externo de pared lateral y el dispositivo interno de pared lateral se espacian entre sí por lo menos en secciones. La hendidura proporcionada en medio, por lo menos en secciones, preferiblemente tiene una anchura de hendidura de más de 1 mm y en particular más de 5 mm. La anchura de hendidura en particular es mayor a 1/2000 y preferiblemente mayor a 1/1000 del diámetro externo de la pared lateral. En una configuración específica dada de alrededor de 7.5 m de diámetro, la anchura de hendidura preferiblemente es de entre 5 mm y 20 mm. La anchura de hendidura puede depender del producto procesado.

En teoría la hendidura permite que el producto procesado pase a través hacia la parte exterior dado que, en operación, el nivel del material procesado se extiende en dirección vertical hasta por arriba del borde superior más bajo de la pared lateral externa. La hendidura tipo laberinto, sin embargo, evita de manera confiable que el producto escape exteriormente en el caso de los productos procesados típicos.

La hendidura muestra propiedades positivas. La hendidura permite mayores tolerancias en la elaboración del disco de granulación. Más aún, una hendidura asegura una capacidad de desplazamiento libre de los dos dispositivos de pared lateral uno en relación con otro. La resistencia incrementada en el ajuste de altura debido a los dispositivos de pared lateral que friccionan uno contra otro y, en particular, el bloqueo por los dispositivos de pared lateral, puede prevenirse de manera confiable.

En el método de acuerdo con la invención para granular materiales de granulación, se emplea por lo menos un disco de granulación que se inclina a la horizontal y se impulsa de manera giratoria, que comprende una parte inferior y una pared lateral. La altura efectiva de la pared lateral se cambia dependiendo de los parámetros de operación y/o las propiedades del matenal. El dispositivo interno de pared lateral se ajusta en altura en relación con el dispositivo externo de pared lateral para establecer la altura efectiva de la pared lateral.

El método, de acuerdo con la invención, también tiene muchas ventajas. Una ventaja considerable es que la capacidad del disco de granulación puede cambiarse y, en particular, cambiarse en operación. La altura efectiva de la pared lateral del disco de granulación determina directamente la cantidad del material de granulación ocupado y, de esta manera, también el tiempo de permanencia en el disco de granulación.

Preferiblemente, la altura efectiva de la pared lateral se ajusta por lo menos también en dependencia de la calidad de los gránulos descargados. En particular, la altura efectiva de la pared lateral se ajusta también en dependencia de la velocidad rotacional y/o el ángulo de inclinación del disco de granulación. También se prefiere ajustar los parámetros en dependencia de la calidad del material de granulación.

En todas las configuraciones, la altura y/o el ángulo de ajuste de las cuchillas para guiar el lecho de material opcionalmente pueden ser ajustables, y la altura en particular se ajusta en dependencia de las condiciones de operación actuales.

Preferiblemente, la proporción del agente adhesivo suministrado, y/u otros aditivos, se ajusta en dependencia de la calidad del material de granulación y/o los gránulos terminados.

Las ventajas y atributos adicionales de la presente invención pueden tomarse de las modalidades ejemplares que se describirán a posteriormente con referencia a las Figuras adjuntas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Estas muestran, en: la Figura 1, una vista total en perspectiva de un primer dispositivo de granulación; la Figura 2, una vista lateral en sección del dispositivo de granulación en la Figura 1 ; la Figura 3, el detalle "B" de la Figura 2 en una ilustración ampliada con la pared lateral en una primera altura determinada; la Figura 4, el detalle "B" de la Figura 2 con la pared lateral en una segunda altura determinada; la Figura 5, el detalle "B" de la Figura 2 con la pared lateral en una tercera altura determinada; la Figura 6, el dispositivo motor para hacer girar el disco de granulación de acuerdo con la Figura 1; la Figura 7, una sección transversal esquemática ampliada de la estructura de pared lateral del disco de granulación de acuerdo con la Figura 1 ; la Figura 8, una vista en perspectiva de una segunda modalidad ejemplar de un dispositivo de granulación; la Figura 9, una vista lateral en sección del dispositivo de granulación de acuerdo con la Figura 8; la Figura 10, un detalle ampliado de la pared lateral del dispositivo de granulación de acuerdo con la Figura 8 en una primera altura determinada; y la Figura 11 , un detalle ampliado de la pared lateral del dispositivo de granulación de acuerdo con la Figura 8 en una segunda altura determinada.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia a las Figuras 1 - 7, se explicará ahora una primera modalidad ejemplar de la presente invención. La Figura 1 muestra una ilustración de una vista total en perspectiva de un dispositivo de granulación 1 que comprende un disco de granulación 3. El disco de granulación 3 se mantiene inclinado en un ángulo 18 a la horizontal por medio de una cremallera 38. El dispositivo de granulación 1 en particular se diseña para grandes tasas de producción. Preferiblemente se logra una tasa de producción de más de 25 toneladas métricas por hora y, en particular, más de 50 toneladas métricas por hora. Particularmente, de preferencia estos sistemas muestran una tasa de producción por disco de granulación de más de 100 toneladas métricas por hora.

Como puede tomarse en particular de la Figura 2, el disco de granulación 3 se acomoda de forma que pueda girar alrededor de un eje de rotación 8 e impulsarse de manera giratoria mediante un dispositivo motor 4. El dispositivo motor 4 es un motor de par de torsión 41 y actualmente se configura como un motor sincrónico 41. El motor de par de torsión 41 comprende un riel o rotor magnetizado de manera continua el cual se impulsa de manera sincrónica por un campo magnético giratorio en el estator circundante.

En la modalidad ejemplar seleccionada, el motor de par de torsión 41 comprende imanes permanentes para generar el campo magnético en el riel. En operación, el motor de par de torsión 41 muestra una velocidad que es sincrónica con el vojtaje alterno aplicado. En esta forma, la velocidad del motor de par de torsión 41 que tiene un número predeterminado de pares de polos, se enlaza con la frecuencia del voltaje alterno aplicado para lograr, de esta manera, una operación sincrónica.

Para ajustar o variar la velocidad del motor de par de torsión 41 y, de esta manera, la velocidad del disco de granulación 3, se proporciona un módulo amplificador 34 el cual se controla por el dispositivo de control 24 para generar una frecuencia de voltaje alterno correspondiente que se aplicará al motor de par de torsión 1. El módulo amplificador 34 hace posible una operación sin transmisor del motor de par de torsión 41 y, en particular, comprende por lo menos, o se configura como, un amplificador de servocontrol.

Emplear el motor de par de torsión 41 ofrece considerables ventajas dado que altas fuerzas rotacionales pueden generarse a bajas velocidades de rotación con alta eficiencia. Emplear motores de par de torsión en estructuras asincrónicas asimismo es posible.

Utilizar tal motor de par de torsión 41 también ofrece la ventaja, sobre los motores asincrónicos de alta velocidad típicamente utilizados en la técnica anterior, de requerir poco mantenimiento. Los sensores de velocidad de motor por lo general no son necesarios y los elementos de acoplamiento en forma de amortiguadores de caucho o similares pueden omitirse. Emplear una transmisión en fases múltiples asimismo no se requiere. El pequeño número de componentes individuales reduce el trabajo de mantenimiento y la cantidad de suministro de repuestos. Adicionalmente, se reduce el desgaste per se y el uso de aceite para engranajes en gran medida es innecesario. La eficiencia energética se potencia dado que no hay pérdida de energía en los embragues y en la complicada transmisión. Más aún, el motor de par de torsión 41 es menos susceptible a fallas dado que se utiliza un número menor de componentes mecánicos.

En otra configuración, también es posible utilizar electroimanes en lugar de imanes permanentes para generar el campo magnético en el riel. El suministro de corriente puede presentarse, por ejemplo, mediante anillos rotatorios.

También pueden utilizarse motores sincrónicos de tres fases que pueden comprender sensores adecuados para capturar la posición del motor. Típicamente, dos fases se dotan de corriente mientras la tercera fase se invierte sin corriente. Un cambio giratorio correspondiente de las fases individuales genera un campo magnético giratorio que impulsa el motor.

Para ahorrar sensores separados y para capturar la dirección de rotación, también es posible especificar por los controles cuál de las fases debe dejarse sin corriente para, de esta manera, controlar la dirección de rotación y velocidad del motor. Este concepto de impulso sin sensores además reduce los requerimientos de mantenimiento y la posible susceptibilidad a fallas.

De otro modo, es posible emplear otros conceptos de impulso, tales como motores asincrónicos eléctricos con una combinación de embrague y transmisión, u otros dispositivos de impulso.

En el dispositivo de granulación 1 el motor de par de torsión 41 proporcionado con el eje de transmisión 36 comprende un piñón de impulso 40 que coincide con un piñón dentado 35 del disco de granulación 3. Dado que el número de dientes del piñón dentado 35 es de manera considerable mayor al número de dientes del piñón de impulso 40, el disco de granulación 3 gira considerablemente más lento en operación de lo que lo hace el eje 36 del motor de par de torsión 41. Un disco de granulación de 7.5 m de diámetro típicamente alcanza velocidades rotacionales de entre aproximadamente 2 y 10 rotaciones por minuto y, en particular, entre 4 y 7 rotaciones por minuto. La velocidad periférica típica es de entre 1 y 5 m por segundo. Preferiblemente, la velocidad periférica es de aproximadamente 2 m por segundo.

Cuando el disco de granulación 3 se considera perpendicular a su superficie y se divide la superficie inferior como un cuadrante de reloj, el material de granulación 2 se deposita en una región entre aproximadamente las 4 a 5 dada una dirección de rotación en el sentido de las manecillas del reloj del disco de granulación con respecto al espacio de procesamiento desde arriba. La descarga de los gránulos terminados tiende a ocurrir entre aproximadamente las 7 y 9 h. Los materiales de granulación típicamente giran una serie de veces con el disco de granulación 3 hasta que se descargan como gránulos terminados de tal modo que el tiempo de permanencia de los materiales de granulación 2 depende, entre otras cosas, del diámetro del disco de granulación 3, la velocidad rotacional del disco de granulación 3, y la altura de la pared lateral.

El espacio de procesamiento 50 del disco de granulación 3 se forma actualmente de manera virtual por un contenedor cilindrico plano, inclinado y giratorio. Las partículas finas depositadas 2 se arrastran debido a la rotación del disco de granulación 3 en dependencia de las condiciones de operación tales como, por ejemplo, la velocidad de rotación y el ángulo de ajuste 18 etc., lejos de manera ascendente y opcionalmente hasta la posición más alta del disco desde donde se enrollan nuevamente en el lecho de material de manera descendente donde entonces nuevamente, una vez más, se arrastran otra vez. Para generar mejores condiciones de adhesión, el material 2, por ejemplo, puede rociarse desde arriba con un agente adhesivo y/o agua. Los sistemas conocidos tienden a requerir que, después de un paro no programado, por lo menos parte del disco de granulación se vacíe manualmente antes de reiniciar, dado que las cargas que se presentan cuando se inicia con el disco de granulación lleno son demasiado altas para la unidad motriz. Sólo un muy complicado, y de esta manera costoso, tamaño excesivo de todos los componentes de impulso pueden proporcionar un remedio. En contraste con ello, debido a su estructura, los motores de par de torsión son capaces de aplicar un momento de sobrecarga considerable en la fase de arranque.

El eje 8 del dispositivo motor 4 se proporciona con un piñón 40. El eje 8 se acopla con el piñón dentado 35 del disco de granulación. El piñón dentado 35 se conecta fijamente con el disco de granulación 3 de tal modo que no se proporcione una fase de transmisión adicional o sea necesaria entre el motor de par de torsión 41 y el disco de granulación 3.

Por lo general, el disco de granulación 3 muestra un ángulo de inclinación 18 entre 40 y 70 grados a la horizontal. Típicamente, el ángulo se encuentra en un intervalo entre 50 y 60 grados y depende de la aplicación específica y de las propiedades de los materiales de granulación. En una modalidad ejemplar concreta y parámetros operativos específicos dados, el ángulo 18 puede ser de 56 a 57 grados.

El ángulo de inclinación 18 del disco de granulación 3 puede ajustarse actualmente de manera continua, automáticamente, e incluso durante la operación, mediante un huso roscado impulsado por motor 51.

La velocidad de rotación del disco de granulación 3 también puede controlarse de manera continua. Un concepto de impulso específico que implica uno o más motores de par de torsión 41 permite iniciar el disco incluso bajo una carga completa. Esto es una ventaja considerable sobre los discos de granulación conocidos, muchos de los cuales permiten iniciar sólo a medio llenar o vacíos.

Debido a la posición inclinada del disco de granulación 3 los gránulos más grandes se acumulan en la región inferior del disco de granulación 3. La región superior del disco de granulación 3 se proporciona con cuchillas 33 que aseguran que el nivel del material de granulación de llenado 2 no se eleve por arriba de un nivel predeterminado y opcionalmente variable, y las cuales soportan la descarga de los gránulos.

Un transportador 28 transporta el material de granulación 2 sobre el disco de granulación 3. Un dispositivo sensor 21 puede capturar por lo menos una propiedad del material de granulación. Por ejemplo, puede determinarse el diámetro de cada partícula de granulación o una distribución de diámetros. De otro modo, es posible determinar el contenido de humedad del material de granulación o propiedades adicionales del material de granulación.

En dependencia de las propiedades del material de granulación y también en dependencia de la distribución de tamaños de los gránulos elaborados y/o de propiedades adicionales de los gránulos terminados, un aditivo 25 o múltiples aditivos 25 pueden introducirse al disco de granulación 3 o al transportador 28 mediante un alimentador de aditivo 32 para promover la formación de gránulos 22 o para generar propiedades adecuadas de los gránulos terminados 22.

Los gránulos terminados 22 dejan el disco de granulación 3 a través del borde superior de la pared lateral 6 y se transportan fuera mediante un dispositivo de transferencia 27 que se indica sólo esquemáticamente. Puede proporcionarse un dispositivo sensor 20 que captura, por ejemplo mediante métodos ópticos, diámetros 26 únicos de los gránulos generados o la distribución de diámetros de gránulos y/o uno y/o varios otros parámetros.

En particular, los gránulos generados 22 se clasifican por medio de selecciones adecuadas para separar, como gránulos terminados, solamente la fracción de grano deseada. En la modalidad ejemplar concreta al granular concentrado de mineral de hierro, la fracción de grano útil separada muestra diámetros que varían de 9 a aproximadamente 12.5 mm. Dado un diámetro de disco de granulación de 7.5 m, se logra un rendimiento total de alrededor de 100 a 150 toneladas métricas de mineral de hierro por hora.

Debido a la segregación o efecto sin mezclar sobre el disco de granulación 3, lo que ocasiona que partículas mayores migren más bien de manera ascendente, una proporción de 70%, 75% o más de los gránulos que dejan el disco de granulación se encuentra en el intervalo de grano útil.

Los materiales depositados en la presente granulación de concentrado de mineral de hierro (Partículas Finas de Alimentación de Gránulo: PFF(por sus siglas del inglés)) muestran diámetros típicos de menos de 100 micrómetros.

El dispositivo de granulación 1 comprende una pared lateral 6, la altura efectiva 7 de la cual puede cambiarse y actualmente también es ajustable durante la operación. Una mayor altura efectiva 7 de la pared lateral 6 asegura un tiempo de retención más prolongado del material de granulación 2 en el disco de granulación 3 con el fin de hacer posible una adaptación a las condiciones que prevalecen actualmente. En caso de cambiar parámetros, esto permite una adaptación altamente flexible y de corto plazo durante la operación de los parámetros operativos del dispositivo de granulación 1. De esta manera, cualquier consecuencia negativa de las condiciones cambiadas con respecto a la fracción de grano útil pueden contrarrestarse.

Dado que el tiempo de retención típico de los materiales de granulación 2 en el disco de granulación 3 se sitúa en el intervalo de unos cuantos minutos, respuestas muy rápidas a las condiciones cambiantes de esta manera son posibles. Sin embargo, si la humedad se incrementa en un proceso corriente arriba, el tiempo de respuesta hasta que los resultados de los gránulos terminados cambian es mayor y típicamente puede situarse en el intervalo de hasta unas cuantas horas.

En general, el dispositivo de granulación 1 permite una mejora considerable del acondicionamiento de gránulos. Los cambios a la altura efectiva 7 de la pared lateral 6, como los cambios en agregar agentes adhesivos y ajusfar la velocidad rotacional, permiten una influencia flexible sobre el tamaño de grano generado. Un incremento de la altura efectiva 7 de la pared lateral 6 incrementa el tiempo de retención con el fin de permitir un marcado incremento en la descarga de grano útil con la misma velocidad de rotación si los gránulos habían sido demasiado pequeños previamente. Lo mismo se aplica en analogía con las relaciones inversas.

Por lo general, esto alcanza un incremento considerable de eficiencia y rendimiento total del sistema.

Más aún, una altura variable 7 de la pared lateral 6 resulta en que diferentes parámetros pueden ajustarse en amplios intervalos dados diferentes materiales o requerimientos de producto (por ejemplo, tamaño, espesor) para que los materiales se granulen en el mismo sistema.

Las Figuras 3 - 5 ¡lustran diferentes parámetros de la altura efectiva 7 de. la pared lateral 6. El dispositivo interno de pared lateral 6 se configura ajustable en altura mientras el dispositivo externo de pared lateral 10 se configura fijo. Ajusfar la altura de la pared lateral 6 actualmente se presenta por medio de un dispositivo de ajuste 14 el cual se configura actualmente como dispositivo hidráulico 15 y comprende varios cilindros hidráulicos 37 que, controlado por el dispositivo de control 24, automáticamente levantan o hacen descender el dispositivo interno de pared lateral 9, como se desea actualmente. De manera sorprendente, se ha encontrado que el dispositivo interno ajustable de pared lateral 6 hace posible una operación permanentemente confiable. No se presenta atascamiento del dispositivo desplazable de pared lateral 6 en operación aunque, cuando la altura efectiva se reduce, el dispositivo de pared lateral 6 introduce los materiales presentes en el disco de granulación o los empuja lejos del dispositivo externo de pared lateral.

En la posición ilustrada en la Figura 3, la altura efectiva 7 corresponde a la altura más baja 29. En la Figura 4, la pared lateral se ilustra en una altura media 30 mientras la Figura 6 ilustra la mayor altura posible 31. En este caso, la pared lateral puede ajustarse a un intervalo de alturas de aproximadamente 50 cm a 90 cm. Alturas aún más grandes son estructuralmente posibles.

La Figura 6 es una ilustración separada del dispositivo motor 4 configurado como motor de par de torsión 41. Puede reconocerse claramente el piñón de impulso 40 en el motor de par de torsión 41. El módulo amplificador 34, que ocasiona la activación de las fases únicas, se ilustra en la Figura 2.

La Figura 7 ilustra una sección transversal esquemática ampliada de la estructura de pared lateral del disco de granulación de acuerdo con la Figura 1. La Figura 7 no es a escala para facilitar la visión general e ilustrar la función.

En esta modalidad ejemplar, la estructura de soporte en la pared lateral 6 comprende varias gulas deslizantes distribuidas a lo lago de la circunferencia, cada una de las cuales consiste en un tubo guía 45 en el cual se insertan dos o más caequillos deslizables. Dentro de los casquillos deslizables se mueve una varilla guía 46 la cual se desplaza de acuerdo con el parámetro de altura deseado.

Placas guía 42 configuradas como deflectores de bronce que, entre otras cosas, sirven para estabilizar posiciones, se fijan al dispositivo interno de pared lateral 9 entre el dispositivo interno de pared lateral 9 y el dispositivo externo de pared lateral 10. Los deflectores de bronce actualmente se deslizan en las contra placas 43 de una lámina resistente al desgaste que puede consistir en un metal rígido tal como hardox, los cuales en particular se fijan al anillo externo 10.

No se ha probado que una estructura inversa con un dispositivo ajustable de pared lateral en la parte exterior tenga éxito, dado que los materiales se arrastran entre los dos dispositivos de pared lateral. En esta estructura, la pared lateral se atascó de tal modo que una operación continua con ajuste automático de pared lateral no pudo asegurarse. Más aún, un disco de granulación configurado así por lo general también es propenso a fugas. La estructura con un dispositivo interior ajustable de pared lateral, sin embargo, permite ajusfar la altura efectiva 7. de la pared lateral en operación mientras la granulación continúa. De esta manera - sin detener el sistema - es posible una granulación continua y son posibles respuestas rápidas a condiciones cambiantes. Es posible una operación controlada por sensores completamente automática. De otro modo, un desplazamiento iniciado manualmente del dispositivo interno de pared lateral 9 es posible para cambiar la altura efectiva 7 según se requiera.

El disco de granulación 3 se configura sustancialmente estrecho aunque se presenta una hendidura radial 52 entre el dispositivo interno de pared lateral 9 y el dispositivo externo de pared lateral 10, con una anchura de hendidura 54 de actualmente alrededor de 15 mm, la cual puede ser más amplia o más estrecha. En esta modalidad ejemplar, las anchuras de hendidura 54 de 5 mm o 20 mm asimismo son concebibles. Debido a la estructura de tipo laberinto de la pared lateral, el escape de grandes cantidades de materiales de granulación se previene de manera confiable mientras, al mismo tiempo, el simple ajuste de la altura efectiva 7 de la pared lateral 6 se asegura. En particular, una anchura de hendidura mayor al diámetro de gránulo pretendido, más aún, evita que la hendidura se obstruya en operación. Las partículas que entran a la hendidura retroceden hacia el disco de granulación durante la rotación si esta región de hendidura llega por arriba del nivel de producto durante la rotación.

Típicamente, este dispositivo de granulación 1 para granular minerales de hierro o similares se opera de manera continua durante nueve meses antes de que al dispositivo de granulación 1 se le dé mantenimiento. Tal mantenimiento minucioso puede tomas varias semanas. Después de ello, el disco de granulación 3 nuevamente debe operarse de manera continua durante un período prolongado sin paro intermedio alguno. Si se emplea un motor asincrónico convencional, el vaciado manual con palas puede ser necesario en el caso de un paro intermedio. Para paros programados, un disco de granulación convencional primero debe operarse vacío. Particularmente, los motores asincrónicos utilizados en grandes plantas que operan a altas velocidades no pueden producir la torsión mecánica de impulso requerida con bajas velocidades de rotación. Sólo un tamaño excesivo bastante considerable y, de esta manera, muy costoso, del motor asincrónico convencional puede permitir reiniciar en un estado lleno. El motor de par de torsión actualmente empleado también permite arrancar en un estado lleno dado que este motor puede aplicar una muy alta fuerza rotacional ya desde punto muerto. En un ejemplo concreto, para granular mineral de hierro, dado un diámetro de disco de granulación de aproximadamente 7.5 m, el motor tiene una torsión mecánica nominal de más de 40 kNm y una torsión mecánica máxima de corto plazo de más de 60 kNm lo cual puede aplicarse, por ejemplo, al arranque.

Con referencia a las Figuras 8 a 11, se ilustra otra modalidad ejemplar de un dispositivo de granulación 1 de acuerdo con la invención. A diferencia de la modalidad ejemplar precedente, en la cual el disco de granulación 3 tiene un diámetro de aproximadamente 7.5 m, el disco de granulación 3 en la modalidad ejemplar de acuerdo con la Figura 7 tiene un diámetro de aproximadamente 1 m. El disco de granulación 3 comprende una parte inferior 5 y una pared lateral 6 que a su vez se configura ajustable en altura mediante un dispositivo interior de pared lateral 9 mientras el dispositivo externo de pared lateral 10 se configura fijo.

En la presente modalidad ejemplar, el dispositivo de ajuste 14 se proporciona con un husillo 17 que se conecta con el dispositivo interno de pared lateral 9 mediante las varillas de empuje 11.

Como se ilustra en las Figuras 10 y 11 , la altura efectiva 7 de la pared lateral puede variarse, por ejemplo, entre una altura 29 y una altura 30 para cumplir con los requerimientos actuales.

Aunque el motor de par de torsión 41 de la modalidad ejemplar de acuerdo con las Figuras 1 - 7 comprende una potencia de hasta 260 kW, el motor de impulso de acuerdo con la modalidad ejemplar de las Figuras 8 - 11 puede ser considerablemente más pequeño. Típicamente, la velocidad del disco de granulación se incrementa a medida que el diámetro externo disminuye y, más aún, en todos los casos también varía con el material de granulación. No se requiere que la relación de velocidades sea linealmente congruente con la relación de diámetros.

En esta modalidad ejemplar, la estructura de soporte en la pared lateral puede comprender guías deslizantes 47 que consisten en una guía en la cual se insertan dos o más casquillos deslizables.

Diferentes a los que se emplean para elaborar gránulos de mineral de hierro y los otros materiales indicados inicialmente, estos dispositivos de granulación 1 pueden emplearse para fabricar detergentes y piensos, y para procesar residuos, desechos, polvos de filtro, sustancias orgánicas o escorias, por ejemplo, de centrales eléctricas. Debido a la presente configuración de la invención, el requerimiento de energía se reduce y la proporción de gránulos de alta calidad se incrementa notablemente. La proporción demasiado grande se reduce y la productividad se incrementa. Las propiedades deseadas de gránulo pueden ajustarse mejor.

El ajuste de altura de la pared lateral 6 permite incrementar notablemente el espacio de procesamiento en el interior del disco de granulación 3 y adaptarse a las condiciones actuales. Una operación automática y permanentemente confiable es posible.

Lista de números de referencia: 1 dispositivo de granulación 2 material de granulación 3 disco de granulación 4 dispositivo motor 5 parte inferior 6 pared lateral 7 altura efectiva 8 eje de rotación 9 dispositivo internó de pared lateral dispositivo externo de pared lateral varilla de empuje rodamiento rodamiento lineal dispositivo de ajuste dispositivo hidráulico husillo ángulo de inclinación dispositivo impulsor dispositivo sensor dispositivo sensor gránulo dispositivo de control aditivo diámetro dispositivo de transferencia transportador altura altura altura alimentador de aditivo cuchilla módulo amplificador piñón dentado eje cilindro hidráulico cremallera casquillos de rodamiento piñón 41 motor de par de torsión 42 placa guía 43 contra placa 44 transmisión 45 tubo guía 46 varilla guía 47 guías deslizantes 50 espacio de procesamiento 51 huso roscado 52 hendidura 54 anchura de hendidura

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de granulación para granular materiales de granulación que tiene por lo menos un disco de granulación inclinado a la horizontal y proporcionado con capacidad de girar, el disco de granulación puede impulsarse mediante un dispositivo motor, y en donde el disco de granulación comprende por lo menos una parte inferior y por lo menos una pared lateral, la parte inferior y la pared lateral ofrecen un espacio de procesamiento cuyo tamaño es variable en cuanto a que una altura efectiva de la pared lateral es variable, caracterizado en que la pared lateral comprende un dispositivo interno de pared lateral y un dispositivo externo de pared lateral, en donde el dispositivo interno de pared lateral se dispone ajustable en altura en relación con el dispositivo externo de pared lateral.

2. El dispositivo de granulación de conformidad con la reivindicación 1, en donde se proporciona por lo menos un dispositivo de ajuste para ajustar la altura efectiva de la pared lateral.

3. El dispositivo de granulación de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde se proporciona por lo menos un impulso controlable para ajustar la altura efectiva de la pared lateral.

4. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde se proporciona un ajuste automático de la altura efectiva de la pared lateral incluyendo durante la operación.

5. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde se proporciona por lo menos un dispositivo sensor.

6. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde se proporciona por lo menos un dispositivo de control.

7. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde la altura efectiva de la pared lateral es automáticamente ajustable por medio del dispositivo de control, mediante datos de sensor del dispositivo sensor.

8. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde por lo menos un dispositivo interno de pared lateral se proporciona ajustable en altura mediante varias varillas de empuje.

9. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde la altura efectiva de la pared lateral es ajustable por lo menos en parte mediante por lo menos un dispositivo de cilindro hidráulico y/o por lo menos un husillo y/o por lo menos un piñón de cremallera.

10. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde el ángulo de inclinación del disco de granulación es ajustable, en donde en particular se proporciona por lo menos un. dispositivo impulsor para ajustar el ángulo de inclinación del disco de granulación.

11. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde se proporciona por lo menos un dispositivo sensor para capturar el tamaño de los gránulos formados y/o de por lo menos un parámetro del material de granulación.

12. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde el dispositivo de control también se proporciona para controlar la velocidad de rotación del disco de granulación y/o el ángulo de inclinación del disco de granulación.

13. El dispositivo de granulación de conformidad con por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, en donde se proporciona una hendidura libre por lo menos en las secciones entre el dispositivo externo de pared lateral y el dispositivo interno de pared lateral.

14. Un método para granular materiales de granulación, que comprende por lo menos un disco de granulación inclinado a la horizontal e impulsado de manera giratoria, con una parte inferior y una pared lateral, en donde un tamaño del espacio de procesamiento se cambia por medio de una altura efectiva de la pared lateral en dependencia de los parámetros de operación, en donde el dispositivo interno de pared lateral se ajusta en altura en relación con el dispositivo extemo de pared lateral para ajustar la altura efectiva de la pared lateral.

15. El método de conformidad con la reivindicación precedente, en donde la altura efectiva de la pared lateral se ajusta en dependencia de la calidad de los gránulos descargados y/o el tipo y calidad de los materiales depositados.

16. El método de conformidad con cualquiera de las dos reivindicaciones precedentes, en donde una velocidad rotacional y/o un ángulo de inclinación del disco de granulación se ajusta en dependencia de la calidad de los gránulos descargados y/o el tipo y calidad de los materiales depositados.