Título:
|
TRITURACION
|
Subtítulo
|
TRITURADORA DE
IMPACTO - I
|
Fecha de
realización:
|
16/04/2014
|
Grupo:
|
DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
|
Tema:
|
MAQUINAS MINERAS
|
Código:
|
DIS-MIN-TRI-05-01
|
INDICE
1 TRITURADORA DE IMPACTO.
1.1 INTRODUCCION.
1.2 TRITURADOR DE ACCION INDIRECTA.
1.2.1 TRITURADOR DE IMPACTO EJE HORIZONTAL.
1.2.2 TRITURADOR DE IMPACTO EJE VERTICAL.
1.3 TRITURADOR DE ACCION DIRECTA.
1.4 VENTAJAS DE LAS TRITURADORAS DE IMPACTO.
1.5 DESVENTAJAS DE LAS TRITURADORAS DE IMPACTO.
1.6 BIBLIOGRAFIA.
Fecha
|
Autor
|
Observaciones
|
|
16/04/2014
|
Ing.
Juan Carlos Miranda Rios
|
Documento Base
|
|
Rev.01
|
|||
Rev.02
|
|||
TRITURACION
1 TRITURADORA DE IMPACTO
1.1 INTRODUCCION
En este grupo de máquinas, la fragmentación se
produce por el choque brusco entre el material a triturar y la herramienta o
útil triturador, aprovechando el efecto de la energía cinética de uno de los
cuerpos puesto en movimiento. Dicha energía se transforma durante el impacto en
energía de deformación o rotura, afectando de diferente manera los minerales y piezas de desgaste.
Existe una importante diferencia entre los
materiales triturados por presiones (trituradoras de mandibula y giratorias) y
los triturados por impacto. En aquellos triturados por presión se generan
esfuerzos internos que posteriormente pueden provocar fatiga en el material,
mientras que en los materiales que sufren fragmentación por impacto no se
generan esfuerzos residuales. La condición de libre de esfuerzos internos es
particularmente valorada en aquellos materiales usados para la fabricación de
ladrillos, edificios, y carreteras.
El fundamento de las trituradoras que actúan
por impacto radica en las tensiones que se producen en el interior de las rocas
por la aplicación de una determinada fuerza F, las cuales son mucho mayores
cuando dicha fuerza F es aplica rápidamente que cuando se aplica lentamente;
como es el caso de las trituradoras por presión, donde parte de la energía se utiliza
para la deformación plástica y no en la formación de grietas o roturas.
La resistencia a la deformación de una roca
determinada, caracterizada por su resistencia a la rotura, es tanto mayor cuanto
más rápidamente sea aplicada la fuerza F, de ello resulta que rocas blandas
(fácilmente deformables) tienen tendencia a atascar las trituradoras de
mandíbulas y giratorias donde la fuerza F se aplica lentamente (menor
resistencia a la deformación), por el contrario se comportan como materiales frágiles
(rompen y no se deforman) bajo la acción de las fuerzas de impacto, debido a
que se aplica rápidamente (mayor resistencia a la deformación).
Figura
1 – Trituradora de Impactos
Otra ventaja que ofrece este tipo de
trituradoras corresponde a la forma del producto. En trituradoras giratorias el
producto tiende a ser mas elongado debido a su alta tasa de reducción y la
habilidad de ciertas piezas de pasar a través de la cámara de triturado sin
romperse. En las trituradoras de impacto todo el material es sujeto a impacto y
aquellas que poseen forma alargada, debido a su menor resistencia en su sección
transversal, se rompen.
Figura
2 – Detalle Trituradora de Impactos
La figura 2 muestra un corte de una
trituradora de impacto típica. La herramienta o útil triturador (martillo) están
hechos de acero al manganeso, acero, o más recientemente de hierro fundido
nodular el cual posee carburo de cromo, mismo que es extremadamente resistente
a la abrasión. Las placas de protección están hechas del mismo material.
Para triturar grandes bloques de mineral, la
velocidad debe ser relativamente baja, por otro lado para la trituración de
pequeños fragmentos la velocidad debe ser alta.
Debido al alto grado de desgaste al que están
sometido los elementos durante el proceso de trituración, su uso está limitado principalmente
a materiales no abrasivos, por lo cual se utilizan ampliamente en el tratamiento
de materiales de cantera y carbón, siendo los materiales de cantera los que
ofrecen un producto de alta calidad casi cubico.
La finura de la trituración queda definida por
la abertura de paso que queda entre los martillos y las placas de blindaje. El
tamaño máximo de las partículas del producto, queda determinado por la
separación que haya entre las barras del emparrillado de salida. Los
emparrillados cierran al rotor en un arco que oscila entre 120 y 180°.
La distancia entre los extremos de los
martillos y los barrotes de la parrilla debe ser siempre inferior a la
separación prevista entre los citados barrotes.
Los barrotes de las parrillas pueden ser de
sección triangular o trapezoidal. Los de sección triangular por ensancharse por
debajo de las rendijas, ofrecen una menor resistencia al paso de los materiales
y descargan más fácilmente, pero también sufren mayores desgastes y las
aberturas resultan demasiado anchas rápidamente. Este efecto es menos
pronunciado en los barrotes de sección trapezoidal, con los cuales se obtienen
en el emparrillado un área mayor de la superficie abierta, que la dada por los
barrotes de sección triangular.
Las aberturas del emparrillado de las
trituradoras primarias que actúan como máquinas de una solo etapa, son generalmente
de unos 25 mm. de anchura, obteniéndose un producto triturado con tan solo 3-5
% de partículas de tamaño mayor a 25-30 mm., siendo apto, por tanto, para la
alimentación de los molinos. Sin embargo, llegan a emplearse aberturas de 40-60
mm. en trituradoras que deban alimentarse con materiales plásticos y con
humedades de 6-8 %, siendo necesarias estas aberturas mayores para evitar el
taponamiento de los emparrillados.
La fragmentación puede realizarse de dos
maneras:
Indirecta: Cuando el material es lanzado a altas velocidades por medio de útiles contra los yunques o placas de impacto (Trituradora de impactos).
Directa: El material que es
alimentado a bajas velocidades recibe el impacto de útiles que se mueven a
elevadas velocidades (15-150 m/s) (Trituradora de martillos)
En ambos tipos de máquinas, se da tanto la
fragmentación directa como la indirecta, pero dependiendo del tipo de máquina
predominará un tipo de fragmentación sobre el otro.
El campo de aplicación de este grupo de
máquinas va desde la trituración primaria de grandes fragmentos hasta la pulverización. Las herramientas de
choque pueden fijarse de forma rígida sobre el rotor o bien pueden estar unidos
al rotor de forma articulada.
Esta máquina tritura materiales gracias a la
acción de una alta fuerza de impacto. Cuando los materiales ingresan en la
cámara de trituración, los mismos son golpeados e impulsados a una alta
velocidad a través de una barra, siendo lanzados contra una placa de impacto
con una elevada cantidad de movimiento, donde al momento del choque se produce
la fractura y trituración del material. Si el material no alcanza el tamaño
deseado, el mismo es trasladado y nuevamente impulsado contra las placas de
trituración hasta que alcanzan el tamaño requerido, para luego ser expulsado de
la trituradora a través de los emparrillados en la parte inferior.
Son máquinas constituidas básicamente por un
rotor (E) de acero fundido o electrosoldado de forma cilíndrica y horizintal,
sobre el cual van fijadas las barras de impacto (1) que golpearán el material
fragmentándolo y lanzándolo.
Figura
3 – Detalle Trituradora de Acción Indirecta
Los fragmentos de mineral lanzados por las
barras de golpeo contra las placas de impactos (2) se fragmentaran, para a
continuación volver a ser trasladados y lanzados por las barras del rotor
contra las placas de impactos (3).
El reglaje o regulación del tamaño de salida
se realiza a través de los tornillos (4) y (5) o de forma hidráulica. Siendo el
reglaje la distancia mínima entre el extremo del percutor y la superficie
externa de la placa de impactos (d).
Casi la totalidad del material triturado
saldrá con una dimensión inferior a d.
Las placas (2) y (3), pueden girar alrededor
de los ejes (A) y (B), pero sólo se podrán levantar ante una fuerza superior a
la estimada para un esfuerzo normal de fragmentación, como es el caso de la
entrada de fragmentos metálicos o intriturables, evitando la rotura de piezas
importantes.
La alimentación se produce por la abertura de
entrada (C) y la salida del producto por (D).
Las barras de impactos están fabricadas de
acero al manganeso cuando el material es poco abrasivo y de acero al
manganeso-cromo cuando el material es algo abrasivo. Estas son intercambiables
(ver Fig.4) y su desgaste es relativo a su forma de uso y tipo de material a
triturarse.
Figura
4 – Elementos Percutores de Trituración
El rotor gira en el interior de una carcasa o
bastidor fabricado por chapas laminadas de gran espesor y reforzada por la
parte exterior a través de nervios.
El interior va forrado de chapas de acero al
manganeso atornilladas para su fácil sustitución.
Debido a la gran reducción de tamaño que se
produce, se requiere que el espacio dentro de la máquina sea amplio para
permitir una amplia expansión del material al fragmentarse y que sus
trayectorias hacia las placas no sean interferidas por choques con otros
granos.
Estos trituradores pueden trabajar con
descarga libre por gravedad o descarga cerrada por medio de rejilla para el
control del tamaño de salida, aunque lo normal cuando se quiere tener un
control minucioso sobre los sobre tamaños es emplear cribas externas y trabajar
en circuito cerrado.
En estos trituradores el rotor
porta-percutores gira en un plano horizontal a través de un eje vertical.
Figura
5 – Triturador de impacto de eje vertical
Se pueden encontrar dos tipos de máquinas en
función del principio de fragmentación del material:
Trituración
roca-metal.-
El principio de fragmentación del mineral es igual que en los equipos vistos
anteriormente.
El material a triturar se introduce por la
parte superior del aparato (ver figura 6) y cae a un plato distribuidor situado
en el centro del rotor de donde es lanzado violentamente por los
lanzadores-percutores contra las caras de los yunques o placas de impacto
sufriendo la fragmentación correspondiente.
Figura
6 – Detalle Trituración Roca - Metal
Después del impacto con las placas, los
fragmentos rebotarán para volver a colisionar con los fragmentos lanzados o ser
golpeados por los percutores nuevamente, para posteriormente caer por gravedad
por la parte inferior.
Se denomina de trituración roca-metal, porque
el material está en contacto directo con los útiles de impacto y golpeo durante
la operación de fragmentación. Debido al intenso roce entre el material y los
elementos metálicos de estos equipos, el desgaste que se produce en dichos
elementos es mayor que en los equipos de trituración de mandíbulas, giratorias
y rotativas, bajo las mismas condiciones.
Trituración
roca-roca.-
Este tipo de máquinas surge para dar solución a los inconvenientes del excesivo
desgastes que aparecen con los equipos de trituración roca-metal.
La fragmentación se produce como consecuencia
de los choques entre los fragmentos de alimentación y material que protege las
partes metálicas del equipo con lechos o depósitos gracias a la disposición de
unos resaltes realizados para tal efecto (ver figura 7).
Figura
7 – Detalle Trituración Roca - Roca
Debido a un cierto movimiento del material
estático y de la poca masa relativa de los fragmentos, las velocidades que
deben alcanzar los granos deben ser elevadas (60-70 m/s). Lo que conlleva un
aumento en el consumo de energía.
Han aparecido nuevos diseños para intentar
disminuir ese aumento de consumo energético. La alimentación se divide en dos
corrientes (Ver figura 7 y 8), una que va al plato del rotor y es proyectada y
otra corriente que cae por gravedad entre el rotor y el estator, que chocará
con los granos lanzados por el plato, fragmentándose entre los mismos y contra
la masa de roca situada en el estator.
Con esta forma de trabajar se aumenta la
capacidad de producción sin aumentar la potencia y se logra reducir la cantidad
de finos producidos.
Algunos autores denominan a estos nuevos
modelos de equipos con el nombre Trituradores de eje vertical de doble impacto.
Figura 8 – Trituración de Doble Impacto
No son adecuadas para trituración primaria. Se
emplean en etapas terciarias e incluso en etapas cuaternarias, pero pueden operar
tanto en circuito abierto como en circuito cerrado.
Son equipos utilizados como correctores de
forma de los materiales procedentes de los trituradores de cono, ya que dan al
producto una mayor cubicidad.
El tamaño de alimentación varía según los
equipos entre 20-170 mm.
Las trituradoras de acción directa o de
martillos actúan por efecto de impacto de los percutores o martillos sobre el
material a desintegrar. Suelen utilizarse para trituración secundaria, aunque
los grandes trituradores de impacto también se usan para trituración primaria.
Existen dos tipos de trituradoras de martillo,
la de martillos fijos (o rígidos) y la de martillos locos (o articulados).
Figura 9 – Trituración de Acción Directa
En la Figura 9, se puede ver un esquema de
este tipo de trituradora, que cuenta con una cámara de desintegración (3), con
una boca de entrada del material en la parte superior (5) y una boca de
descarga cerrada por una rejilla (4). En el interior de la cámara hay un eje
(1), que gira a gran velocidad y perpendicularmente a él, van montados rígidamente
los elementos de percusión (martillos) (2).
El material a triturar ingresa por la boca de
entrada (5) y por gravedad cae al interior de la cámara de desintegración,
donde es golpeado por los martillos, estos por un lado fraccionan el material y
por otro impulsan los mismos contra las placas de desintegración. Este proceso se
repite varias veces hasta que alcanza un tamaño tal que puede pasar por la
rejilla de la descarga (4). Este es el caso de la trituradora de martillos
fijos.
En el caso de los martillos locos, los mismos
se encuentran unidos al eje mediante una articulación y, por la fuerza
centrifuga que se genera al momento de girar el eje, se posicionan
perpendicularmente en posición de trabajo. El tamaño de salida de los
materiales triturados puede variarse cambiando la rejilla de salida.
Ante la presencia de intriturables, debido a
la articulación de los martillos y al no estar rígidos al rotor, estos
retrocederán al golpear a dichos elementos resistentes, evitando así su rotura.
El componente predominante del trabajo de
trituración es la acción de choque contra las placas, que depende de la
velocidad periférica del rotor. Esta suele variar entre 15 – 50 m/s. Cada tipo
de roca exige la correspondiente velocidad angular, al objeto de lograr la
capacidad máxima con el tamaño de partícula más ventajoso. Las velocidades pequeñas
dan una granulometría final gruesa, mientras que las altas las dan finas.
Figura 10 – Trituración de Acción Directa- Martillos Locos
Las trituradoras de martillos son adecuadas
para materiales quebradizos, duros o semiduros, que tengan planos de
exfoliación naturales (la rotura se produce de acuerdo con dichos planos). En
cambio no son apropiadas para materiales blandos, plásticos o húmedos, ya que
no rompen por choque. Aunque si es posible triturar materiales que contengan
constituyentes plásticos (mezclas de caliza + arcilla).
La alimentación debe ser bien estudiada para
que el material sea golpeado horizontalmente por los martillos. Si los bloques
caen con una velocidad insuficiente son golpeados por el borde exterior del
martillo, que se redondea rápidamente por desgaste, y el material saldra en
mala dirección, disminuyendo rápidamente la capacidad de la máquina.
La proporción de finos producida es más
elevada que con las trituradoras que actúan por presión, aumentando con la
velocidad del rotor y cuanto más friable sea el material. Por otra parte la
forma de los granos del producto triturado, como ya se mención antes es “más
cúbica”.
Figura 11 – Tipos de Martillos
Los diferentes usos de los martillos según su
forma son:
(a) Es el más empleado y
el más simple.
(b) Martillo reversible.
(c) Martillo pesado con
ensanchamiento de la cabeza.
(d) Martillo para
materiales tenaces y fibrosos.
(e) Martillo para
pulverización.
(f) Martillo reversible.
(g) Martillo formado por
una masa metálica y cadena para el desterronamiento de abonos.
(h) Martillo con forma de
cuchilla.
(i) Martillo con cabeza
sustituible.
(k) Martillo pesado para
trituración primaria.
(l) Batidores para el
tratamiento de materiales metálicos (virutas, chapas finas, etc.).
(m) Batidores para las
mismas aplicaciones que el anterior.
(n) Martillo especial.
(p) Martillo con forma de
estribo.
- Elevada relación de reducción (10:1circuito abierto - 40:1 circuito cerrado)
- Trituración más selectiva (mejor liberación).
- Da un producto con un buen factor de forma (mejor cubicidad).
- No son adecuados para materiales abrasivos, salvo que sean muy blandos.
- No son adecuados para materiales duros, salvo que tengan textura estratificada.
- Elevado consumo de acero.
- Se
necesita regular la altura de alimentación y distribuir la alimentación a lo
largo del rotor; para ello se deberán usar tolvas de alimentación.
- http://ocw.bib.upct.es/pluginfile.php/5545/mod_resource/content/1/Tema_3_-_Reduccion_de_Tamano-Trituracion.pdf.
- http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion12.CEMENTOS.TrituracionMateriasPrimas.pdf
- SME Mining Engineering Handbook – 2nd Edition Volume 1
- Guía de Asistencia Técnica de EE en Sistemas Tratamientos de Materiales de Chancado, Molienda, Agitación y Secado 2010 – Gobierno de Chile Ministerio de Minería, Eficiencia Energética Un Programa País.
- Mineral Processing Techmology – Barry A. Wills, Tim Napier-Munn
- http://www.trituradoras-machacadora.mx/blog/trituradores-de-impacto-o-de-martillos-fijos.html
¡Gracias por la información!
ResponderEliminar