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8/12/2019 MOL0202_Molinos verticales

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Tecno loga del Cemento

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Pg. 1OBJETIVO GENERAL2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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El participante al trmino del tema conocer losfundamentos de operacin, diseo tecnolgico yarreglos mecnicos de los molinos verticales,aprendiendo sus diferentes tipos y marcas, ascomo los componentes que los conforman.


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Pg. 2INDICE2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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INDICE

1. Introduccin

2. Principio de Molienda

3. Dimensionamiento de un Molino Vertical

4. Funciones del Molino Vertical

5. Tipos de Molinos5.1. Molino Maxecom

5.2. Molino Raymond5.3. Molino Maximal5.4. Molino Loesche5.5. Molino Fullers-Peters5.6. Molino Berz5.7. Molino MPS5.8. Molino Polysius5.9. Molino Atox5.10. Molino OK

6. Componentes de un Molino Vertical6.1. Cojinete Principal6.2. Mesa de Molienda6.3. Plato de Molienda6.4. Pista de Molienda6.5. Anillo de Retencin6.6. Rodillo de Molienda

A. Desgaste en Molinos de Rodillos

7. Sistemas de Tensin de Rodillo7.1. Sistemas Independientes de Tensin

A. Suspensin CompletaB. Cilindro Hidrulico7.2. Sistemas Compartidos de Tensin7.3. Sistemas de Recirculacin de Material

A. Corona de Alabes o Anillo de PersianasB. Anillo del BlindajeC. Anillo de Dispersin


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D. Rascador

8. Retornos y su Distribucin

9. Lazos Principales de Control

Bibliografa


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Pg. 53. DIMENSIONAMIENTO DE UN MOLINO

VERTICAL2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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WR

DR

DM

F

R Arreglo rodillo-mesa

Produccin del molino:

Produccin ( / )ton hr P

qabs

Potencia absorbida en el molino, P abs :

P kW i k D W Dn

abs R R M( ) 60

Presin especfica de rodillo, k:

K kN mF

D WR R( / )2

Fuerza de Apriete de rodillo, F:

F kN F G R( ) 2

RODILLO

MESA


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Pg. 64. FUNCIONES DEL MOLINO VERTICAL2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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Velocidad en la mesa, n:

nC

DM(rpm)

En donde:

q = Consumo especfico de energa, (kwh/t)P abs = Potencia absorbida del molino, (kw)i = Nmero de rodillos

= Factor de friccink = Presin especfica del rodillo, (kN/m 2)D = Dimetro, (m)DT = Dimetro de la masa, (m)DN = Dimetro nominal, (m)DM = Dimetro de la solera, (m)DR = Dimetro del rodillo, (m)W R = Ancho del rodillo, (m)

F = Fuerza de apriete, (kN)F1 = Fuerza en el vstago del mbolo, (kN)F2 = Fuerza en el rodillo, (kN)G R = Peso del rodillo, (kN)C = Constante de velocidad, (segn marca)n = Velocidad de la mesa, (rpm)

La aplicacin prctica de estas formulaciones ser diferente por cada proveedor, ydepende del diseo especfico del molino.

En la figura 1, se ilustra una descripcin genrica de un molino vertical.

4. F UNCIONES DEL MOLINO VERTICAL

Las funciones principales del molino son: molienda, secado, separacin y transporte.

El material es alimentado al centro de la mesa de molienda, por el efecto rotatorio dela mesa, el material es dirigido hacia la periferia de la misma, pasando antes por unproceso de molienda por desmenuzamiento ejercido por la presin entre rodillos y lapista de molienda. El material molido alcanza la periferia de la mesa y cae al anillo detoberas en donde el flujo de gases secan y elevan el material al separador, en dondelos gruesos son regresados a la molienda y los finos son arrastrados con el flujo degases calientes hacia el colector.

El gas caliente que pasa por el anillo de toberas puede proceder de tres fuentes:horno, enfriador o generador de calor. El material es secado debido a la temperaturadel gas y, as mismo, es transportado hacia el separador donde contina el procesosegn sus caractersticas.


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Pg. 85. TIPOS DE MOLINOS2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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La materia prima se transporta mediante una esclusa de aire y una resbaladera haciael molino. La materia prima es introducida por el segundo rodillo y triturada por elmismo rodillo. La fuerza centrfuga lleva el material pre-triturado hacia los dosrestantes rodillos para continuar la molienda. Finalmente, se descargan las partculasmolidas en forma lateral desde la zona de los rodillos; originalmente se descargaba el

material molido por la parte inferior del cuerpo del molino; posteriormente se extraamediante una corriente de aire.

Alimentacin

Resortesde presin

Anillo demolienda

Rodillo

Figura 2Molino Maxecom

La primera prueba del molino Maxecom tuvo lugar en la central trmica de Moabit dela compaa Bewag en Berln, moliendo carbn de piedra.

Funcion bien, y ms tarde fueron complementados por dos molinos ms. La centralde Moabit no fue destruida en la segunda guerra mundial y se supone que el molinofuncion hasta el cierre de la central.

Las capacidades obtenidas estaban entre 2 y 5 t/h. La construccin del molino nofacilitaba el aumento de capacidad, ya que la implantacin de los rodillos dentro de unanillo solamente permita un pequeo aumento del dimetro de los rodillos.


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Salida degases con finos

Gases calientestransportando

material molido

Soporte giratorio

Brazo pendular

Rodillo Anillo de molienda

Motor

Gasescalientes

Transmisin

Alimentacin

Separador

Figura 3Molino Raymond


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5.3. MOLINO MAXIMAL

Teniendo en cuenta las experiencias de los molinos anteriores, se lleg a laconclusin de que los molinos deberan de funcionar justamente segn el principiocontrario de los molinos pendulares centrfugos de Raymond. La pista de molienda

debera moverse para llevar la materia prima, con ayuda de las fuerzas centrfugas,hasta debajo de los rodillos. El efecto pendular centrfugo de los rodillos, muy limitadoy poco ventajoso, significa que los rodillos necesitaban un sistema neumtico paragenerar las fuerzas de molienda.

Los ejes de los rodillos se fijaron, por lo tanto, en balancines que permitan pivotearen plano. Al final de cada palanca se tena un muelle ajustable, que generaba lasfuerzas de molienda. Esta nueva forma de construccin del molino se llam molinoMaximal. (Figura 4).

Gasescalientes Gases + finos

Alimentacin

Retornosgruesos

Rodillos

Plato

Gases calientescon material molido

Figura 4Molino Maximal

En este molino aparece por primera vez la expresin plato para la pista de molienda.La denominacin indica un borde muy alto en el plato con relacin al dimetro delcuerpo del rodillo. El molino Maximal segua sufriendo los mismos problemas que el


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molino pendular, los dimetros de los rodillos podan variarse muy poco, al estarcircundados por la pista de molienda. Adems, se derramaba el material por el bordedel plato, sin que la corriente de aire lo llevara hacia arriba como en el caso del molinopendular Raymond.

5.4. MOLINO LOESCHE

En el primer molino Loesche (figura 5), se introdujo una pista de molienda ms plana.Fue la continuacin de una idea para aumentar el dimetro del rodillo y controlar elflujo de materiales en el plato al inclinar la superficie del mismo. Los rodillos sesoportaban ahora en balancines, los cuales tienen mucho parecido con aqullos, quehoy mismo suelen utilizarse todava en los molinos pequeos. Este molino contaba yacon un separador dinmico.

Dos o ms rodillos cnicos de molienda, con montajes fijos, ruedan sobre una mesa o

bandeja horizontal de molienda giratoria, en cuya superficie descansa el lecho dematerial que se muele. Los rodillos van montados en brazos giratorios, los cualespueden moverse hacia afuera para mantenimiento y reparacin. La presin de losrodillos se ejerce mediante resortes en las pequeas mquinas y por mecanismoshidroneumticos en las mayores.

La mesa o bandeja contiene el anillo de molienda formado por segmentos cambiablesque constituyen el camino anular, siendo movida por un reductor de engranes. Laalimentacin del material a moler cae en forma central sobre la mesa de molienda yse lleva fuera por la fuerza centrfuga debida a la rotacin de dicha mesa, hastaalcanzar la rbita anular. En el permetro de la mesa se levanta un borde, llamado

anillo de retencin, cuya funcin es el ajuste del espesor de la cama de material.Entre el borde externo de la mesa y la caja del molino hay un anillo estacionariodonde se admite el aire, por debajo de la mesa de molienda, pasando al interior de lacmara de molienda y clasificacin, conocido como corona o anillo de alabes.


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Salida de

gasescon finos

Malacate

Separador dinmico

Rodillos

Cojinetede pivote

Mesa demolienda

Aletas

Caja de aire

Cilindrohidrulico

Rodillo enposiciones

de cambio omantenimiento

Figura 5Molino Loesche con 4 rodillos (para molienda de harina cruda)

El material pulverizado que se derrama por el borde, es captado por la corriente deaire ascendente. El aire se conduce y acelera por aletas o persianas, formndoseentonces una especie de lecho fluidificado. Abarcando la corriente de aire toda laseccin transversal por encima de los rodillos, disminuye su velocidad y por ello laspartculas mayores caen encima de la mesa. Las partculas barridas van alclasificador, de tipo rotativo, donde sufren la accin separadora: las partculasmayores caen tambin sobre la mesa para su posterior molienda, mientras que las

partculas finas (el producto acabado) se envan hacia fuera del molino.

El reciclado que se opera dentro de la caja del molino depende de la molturabilidaddel material y del caudal de la corriente de aire. La carga circulante, cuanto ms, esde 8 a 10 veces la cantidad de alimentacin fresca que entra al molino. Este recicladoexige un alto caudal de aire. Como ya se mencion anteriormente, puede utilizarse demanera ventajosa para el secado del material simultneamente con la molienda.


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Alimentacin

Gasescon finos

Separador

Distanciador

Bolas demolienda

Mesa demolienda

Motor Transmisin

Gasescalientes

Anillosuperior

Resortes

Riel

Figura 6Molino Fullers-Peters

5.6. MOLINO BERZ

El molino Berz trabaja bsicamente con tres rodillos, presionados desde arriba por unanillo con un riel y va que trabajan segn el principio esttico definido del asientosobre tres puntos sobre la pista de molienda. La pista de molienda debe tener unaranura para la gua de los rodillos. (Figura 7).

Es obvio que el sistema de gua est sujeto a un gran desgaste por trabajar en unambiente con mucho polvo, al igual que los distanciadores entre rodillos. Parecido al


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5.7. MOLINO MPS

Se le conoce como molino con rodillos abombados. Est provisto de tres rodillos,tambin con montaje estacionario rodando sobre una pista de molienda cncava,adaptada a la forma convexa de los rodillos (figura 8). La alimentacin se efecta en

forma lateral sobre la pista de molienda.

La presin moledora se desarrolla por el peso propio de los rodillos trabajando enconjunto con un sistema de muelles tensado en forma hidroneumtica. Despus desu descarga por el borde de la pista de molienda, el material pulverizado es arrastradopor la corriente de aire ascendente procedente del anillo con placas de paso yexperimenta la clasificacin preliminar del mismo modo que en el molino Loesche.

La posicin oblicua de las placas imprime al material un movimiento circulatorio en elsentido de rotacin de los rodillos. Las partculas grandes caen sobre la pista demolienda y los residuos del clasificador son devueltos para su posterior reduccin,

mientras que los finos son transportados con la corriente de aire por la salida al topede la caja del molino y del clasificador. El tamao de corte del rotor clasificador esregulable.

Mesa demolienda Entrada de

gases calientes

Cilindrohidrulico

Riel soporte

Rodillo

Transmisin

Separador

Gasescon finos

Alimentacin

Aletas

Figura 8Molino MPS


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Soporte derodillos

RodilloRodillo

Eje de losrodillos

Mesa demolienda

Rodillo

Eje de losrodillos

Empujevertical

Soportehorizontal

Mesa demolienda

Figura 10Soporte de rodillos dobles, molino Polysius

Cuando un molino gira en vaco, por ejemplo para hacer mantenimiento, puede haberun contacto metlico entre los rodillos y el plato de molienda. En el arranque, elmolino Polysius trabaja con menos carga al reducir la presin de trabajo en el sistemahidrulico. En el caso de molinos grandes de crudo se suele trabajar conaccionamientos auxiliares, los cuales son usados para iniciar suavemente el lecho demolienda con pequeas velocidades, antes de arrancar con el motor principal. Adems, los accionamientos auxiliares suelen ser tiles para los trabajos demantenimiento.

Durante la regulacin del sistema hidrulico, es decir, en el ajuste del empuje verticalde los rodillos (por pares), estos se apoyan entre s, ya que la unidad es posible degirar para adaptarse al lecho de molienda. No hay influencia de los pares entre s ycada par de rodillos se ajusta por s solo.

El rodillo interior, es decir, el que se encuentra ms cerca del centro del molino, semueve mucho ms lento que el rodillo exterior; por lo tanto, el rodillo interior se


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desgasta menos que el exterior. La velocidad relativa de ambos rodillos encomparacin a la pista es muy poca.

Para cambiar el rodillo se tiene que quitar completamente de la carcaza del molino launidad de soporte de rodillo y pareja de rodillos mediante un polipasto suspendido.

Esto requiere, aparte del molino, un rea de montaje de casi la base del molino, parael caso de realizar los trabajos de mantenimiento.

5.9. MOLINO ATOX

El sistema de tres rodillos de molienda del molino MB, que ya haba sido utilizadotambin para el molino MPS, fue adaptado para el molino Atox (figura 11). En estecaso los rodillos trabajan en rodamientos de rodillos sobre ejes, que estn fijados enel centro del molino en forma de estrella, en un soporte triangular.

El soporte triangular del molino Atox no tiene un pivote giratorio. Slo fija los ejes delos rodillos que se encuentran horizontales, pero girados 120 y gua los tres rodilloscilndricos. Los ejes atraviesan a los rodillos en ambos lados, terminando en unmanguito. Esta unidad fija tres rodillos en forma de estrella y descansa sobre unapoyo estticamente definido sobre tres puntos, sobre la pista horizontal del plato. Lapista horizontal permite, igual que en el molino Loesche, usar rodillos muy grandessobre el plato de molienda.

En el molino Atox no fue necesaria una forma esfrica de los rodillos, como lo pide elMPS, por su apriete articulado superior hacia la ranura de la pista de molienda. Elsistema rgido de tres puntos permite ms bien la realizacin de un contacto lineal de

cada rodillo con la pista de molienda.

La unidad de tres rodillos est fijada en el cubculo de la molienda. Los rodillos giransobre su propio eje, pero no alrededor del centro del plato. Para el soporte del par degiro contra la carcaza del molino, se utilizan unas barras de soporte horizontales quese encuentran ancladas en forma tangencial a ella; adems, se encuentran fijadas alas piezas de conexin de los ejes de los rodillos que sobrepasan la carcaza.

En los tres muones del eje se fijan tambin las barras de traccin apuntando haciaabajo, en forma diagonal, formando parte del sistema hidrulico, con cuya ayuda segua la unidad de tres rodillos hacia el lecho de molienda.


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Para el arranque del molino puede elevarse unos centmetros (por su unin rgida delsoporte central triangular con los tres rodillos) toda la unidad de rodillos al invertir lapresin hidrulica en los cilindros del sistema hidroneumtico. Por lo tanto, no hacefalta el accionamiento auxiliar.

El movimiento vertical del rodillo cuando pasa sobre el lecho de molienda afecta a losdos restantes rodillos. Al estar los tres rodillos unidos en forma rgida entre s, sevuelca la unidad de molienda sobre la lnea de unin de los puntos de apoyo de dosde los rodillos, si se eleva el tercero.

Los rodillos Atox trabajan sin balancn ni piezas de presin, lo cual significa menospeso del molino y, por lo tanto, menos costos de produccin del mismo. Los rodillos,sin embargo, no pueden ajustarse en forma individual sobre el lecho de molienda. Porlo tanto, es difcil equilibrar el desgaste por todo el ancho del rodillo.

Al aumentar el tamao del molino aumenta tambin la masa de los rodillos. Hay que

observar que las fuerzas dinmicas resultantes del movimiento vertical no se originanpor un solo rodillo, sino debido al sistema rgido de los tres rodillos, como resultado dela masa combinada.

Para mayor facilidad de desmontaje se segmentan las camisas de los rodillos. Eldispositivo de elevacin hidrulico para la unidad de rodillos puede utilizarse tambincomo ayuda para soportar el sistema esttico de los tres rodillos.


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Gases con finos

Alimentacin

Separador

Compuerta deretorno de gruesos

Eje de rodilloEntrada de

gases calientes

Cilindrohidrulico

Mesa demolienda

Transmisin

Marco del soportetriangular

Barra de soporte

horizontal

Rodillo

Figura 11Molino Atox

5.10. MOLINO OK

En el molino OK de Onoda/Kobe (figura 12) se incorpor un balancn para la gua delrodillo con un eje oscilante fijo por un lado, y por medio de una camisa esfrica delrodillo en una artesana de molienda por el otro lado, y se ha configurado el sistema de

forma redundante. El rodillo esfrico tiene la tendencia de autoguiarse en la artesana,segn su carga y la velocidad del plato, al encontrarse limitado por la gua delbalancn ejercida sobre ste y su apoyo en cierta traccin. Por estar obligado dentrodel balancn, el rodillo buscar, por mayor desgaste en el lado del anillo de retencin,el grado de libertad denegado por la artesana.


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Pg. 236. COMPONENTES DE UN MOLINO


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Gases

con finos

Separador en el interior

Rodillos

Gua derodillos

Brazo delbalancn

Cilindrohidrulico

Mesa demolienda

Cmara

de gasesEntrada de

gases calientesTransmisin

Figura 12Molino OK (Onoda)

6. C OMPONENTES DE UN MOLINO VERTICAL

A continuacin se vern algunas de las partes que integran un molino vertical. Estaspueden ser diferentes dependiendo de la marca y del modelo del molino; sinembargo, son las que generalmente contiene un molino.

6.1. COJINETE PRINCIPAL

El cojinete principal es el punto de unin entre el reductor y el plato de molienda. Esuna chumacera de tipo zapata donde se desliza el plato de molienda al aplicarsefuerza por los rodillos. Existen alrededor de trece sectores que suspenden el plato demolienda, cada uno tiene indicador de presin y lubricacin independiente. Cuandoms de 3 segmentos se encuentran por debajo de su presin de trabajo (50 bars), elmolino debe parar por proteccin. Cuando sucede esto es necesario verificar fugas ycomprobar el sello en las lneas de retornos.


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6.2. MESA DE MOLIENDA

La mesa (figura 13) es uno de los elementos de desgaste ms importantes del

equipo, est compuesto bsicamente por tres componentes, los cuales son:

Plato de moliendaPista de molienda Anillo de retencin

Anillo deretencin

Anillo deretencin

Pista de molienda

Plato demolienda

Figura 13Mesa de molienda y sus partes

6.3. PLATO DE MOLIENDA

El plato de molienda es un cuerpo pesado de fundicin, que es fijado con tornillos decabeza hexagonal a la brida del reductor. El par del reductor se trasmite al plato demolienda por medio de las fuerzas de corte de los tornillos.

El plato de molienda tiene una superficie horizontal y una pista de molienda donderealmente se muele. Al mismo tiempo, la masa del plato de molienda absorbe unaparte de las fuerzas generadas por los rodillos. Esto significa que slo una fraccin de

las fuerzas generadas por la masa se trasmite a travs del plato hasta la brida delreductor y del cojinete de empuje axial del reductor.

La parte superior del plato de molienda es maquinada para que puedan asentarperfectamente las secciones de la pista de molienda. Al realizar trabajos sobre elplato, debe cuidarse que no sea rayada ni deformada la superficie.


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6.4. PISTA DE MOLIENDA

La pista de molienda son piezas segmentadas, hechas de fundicin resistente aldesgaste, que forman un anillo. La parte inferior de cada segmento est maquinadapara asegurar una buena superficie de soporte. Con ello se asegura un verdadero

contacto con la parte superior de la pista de molienda. Cada segmento est fijado alplato de molienda con un elemento de sujecin, en forma de cua, que se encuentraen el dimetro interior de la pista de molienda.

Por la estructura granular de la fundicin la pista es muy frgil. Si un segmento seagrieta, como resultado de una tensin trmica o mecnica, no hay razn parareemplazarlo mientras no hayan fragmentos del segmento que lleguen al recorrido delrodillo de molienda. Debe cuidarse que no caiga agua del sistema de inyeccin paraevitar tensiones trmicas y fisuras.

Normalmente, los segmentos fracturados se mantienen juntos por el material que

entra y, por lo tanto, no es necesario reemplazarlos antes de vencer su tiempo normalde operacin.

Se reemplaza la pista de molienda por desgaste cuando sta ha disminuido en un60% su espesor original o si la produccin del molino disminuye y no se puedemantener, an y cuando la presin de trabajo de los rodillos es aumentada. En casosdonde no se pueda reemplazar la pista por cuestiones de produccin, puede soldarseuna cercha al anillo de retencin con la finalidad de disminuir la distancia entre pista yrodillo.

6.5. ANILLO DE RETENCION

El anillo de retencin se atornilla desde arriba al cuello exterior del plato de molienda.La altura del anillo de retencin determina la altura de la capa de material a molerentre rodillos y pista, normalmente llamada lecho de molienda.

Como un lecho de molienda ms alto requiere un consumo mayor de energa sin elcorrespondiente aumento de produccin, el anillo de retencin deber ser lo ms bajoposible. No obstante, debe saberse que un anillo de retencin ms bajo mantienemenos altura de material en el lecho de molienda sobre la pista. La consecuencia esque se pierde ms material por la fuerza centrfuga, siendo mayor carga sobre la

corona de alabes y ms alto el nivel de vibraciones.


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La altura del anillo de retencin se determina basndose en la experiencia de acuerdocon las caractersticas del material a moler; esta altura se ajusta durante los parosque tenga el molino. Las diferentes caractersticas del material a moler, como lamolturabilidad, granulometra y humedad, requieren en la mayora de los casos unajuste del anillo de retencin despus de la puesta en marcha. La forma menos

complicada de reducir la altura del anillo de retencin es cortar una tira. Paraaumentar la altura de ste, se suelda una barra de acero a la parte superior del anillo.

Algunos molinos cuentan con anillos de retencin segmentados y formados por variosanillos en forma de cua atornillados uno sobre el otro, en los cuales el ajuste de laaltura se realiza de una forma ms sencilla. Por lo general, el anillo de retencin llevaun cordn de soldadura en la esquina superior interna con el fin de aumentar la vidatil del mismo. Esto tambin influye en el desgaste uniforme en todo el anillo para quela marcha del molino sea suave.

6.6. RODILLO DE MOLIENDA

En los molinos verticales cada rodillo consiste, primordialmente, de un ncleogiratorio, un eje, el conjunto de rodamientos cnicos del rodillo, la camisa comorevestimiento antidesgaste, el sistema de aire de sellado, el sistema de lubricacin ylas tapas de cubierta.

Cada rodillo de molienda gira sobre un rodamiento de rodillos cilndricos y rodamientodoble cnico. Mientras el rodamiento cilndrico slo se encarga de las cargas radiales,el rodamiento doble de rodillo cnico absorbe las cargas radiales y axiales resultantesde la posicin angular de los rodillos de molienda en relacin con la pista de

molienda. (Figura 14).


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Balero de

rodilloscilndricos

Eje soporte delrodillo de molienda

Balero doble derodillos cnicos

Barrenopara perno

Figura 14Balero de rodillos cilndricos y balero doble de rodillos cnicos

para giro de un rodillo de molienda (Loesche)

El tamao de los cojinetes de los rodillos se calcula de forma que les permita soportarde manera adecuada las fuerzas operacionales. Sin embargo, la vida de serviciodepende de manera muy significativa de la forma en que se opera al molino, del

empleo de lubricantes adecuados, de una lubricacin satisfactoria y delmantenimiento de la temperatura de operacin prescrita para el molino.

Los rodillos se lubrican por medio de un sistema de recirculacin de aceite accionadopor las bombas de un armario hidrulico. Para verificar su funcionamiento se debeobservar un flujo de aceite constante en las mirillas de estos armarios. En caso deque el rodillo tenga fugas se notar que el flujo es mnimo, adems de un burbujeo enel aceite, en estos casos se debe parar el molino y revisar fugas en el interior delmolino. Una tubera de succin, localizada en el centro del ncleo del rodillo, garantizala existencia de un nivel mnimo de aceite en el interior.

Cada rodillo tiene diferentes sellos. El sello anular por aire a presin, protege contra lacontaminacin por polvo los rodamientos del rodillo. Este sello puede ser comprobadomientras el molino se encuentra en operacin, esto se realiza al quitar el tapn al finalde la manguera para fugas de aceite; el aire de sello escapar por ah. El espacio ocmara de los rodamientos est protegido, por medio de sellos mecnicos, contra laatmsfera cargada de polvo del molino.


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Los rodillos de molienda son herramientas trituradoras y, como consecuencia, sujetosa desgaste. La camisa del rodillo se hace de una fundicin especialmenteantidesgaste que puede ser fabricada de una sola pieza con la parte externa cnica.La camisa del rodillo se monta sobre el ncleo del rodillo mediante un anillo defijacin, tornillos de cabeza de martillo, arandelas elsticas y tuercas. La parte ms

estrecha de la camisa del rodillo se mantiene en su sitio por el asiento cilndrico delncleo, mientras la parte ms ancha se mantiene fija mediante friccin en la partecnica de la superficie del ncleo.

La camisa del rodillo de molienda puede ser formada por varios segmentos, los queen su conjunto forman la camisa. Este es el caso de rodillos de molinos Polysius y Atox, en los cuales se facilita el cambio de segmentos desgastados y se disminuye eltiempo de reparacin. En la figura 15 se presentan los segmentos de un rodillo Atox.

Figura 15Camisa del rodillo Atox, formada por segmentos

Es importante tomar mediciones peridicas para monitorear el desgaste de los rodillos

y recoger la mxima informacin sobre la vida proyectada y permitir comparacionesen caso de que se cambie material de las piezas de molienda. Es importanteprogramar su cambio cuando la seccin ms desgastada tenga el 50% del espesororiginal.

A. Desgaste en Molinos de Rodillos


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Uno de los temas de ms actualidad, cuando se trata de la utilizacin de los molinosverticales en la instalacin para molienda de crudo, es el comportamiento de losmismos materiales con alto contenido de cuarzo y su comparacin con los molinos debolas.

Cuando se habla de silicatos, hay que distinguir en general tres tipos:

Tipo A : Acido silcico combinado.

Tipo B : Acido silcico libre con granulometra comprendida entre 10 y 150micras, y con cido silcico combinado ( y ).

Tipo C : Acido silcico libre cristalizado-cuarzo (arena de cuarzo) congranulometra de 1 a 10 mm ( y ).

Para la calcinacin del clinker se necesita en el crudo entre 21 y 23% de dixido desilicio (libre de prdidas por calcinacin). Como componente que aporta esteelemento se utiliza en forma habitual una arcilla a la que se le ha adicionado algo depiedra caliza, y que debera de proporcionar al mismo tiempo suficiente almina(Al2O3) y hierro (Fe 2O3). En la mayora de los casos se comprueba que el contenidode cido silcico en las arcillas no es suficiente para llegar a los valores quegaranticen la obtencin de un buen cemento con un alto contenido en C 3S. Por lotanto, es preciso aadir un portador de slice para corregir la falta.

Normalmente, se elige un aditivo con gran contenido en slice como es la arena decuarzo en la que aparece el cido silcico libre cristalizado en un 90-98%. Lagranulometra de esta arena suele estar comprendida entre los 0 y 5 mm e inclusomenor, siendo su dureza en la escala de Mohs de 7 a 7.5 Mohs para el cuarzo y de5 a 6 Mohs para el .

De los tres tipos de silicatos antes mencionados, el tipo A no produce grandesdesgastes. Tampoco el tipo B crea grandes problemas, ya que por su granulometrafina es arrastrado por la corriente de aire ascendente, prcticamente en el momentoque entra al molino. Slo el cido silcico libre cristalizado o cuarzo del tipo C < >tiene una influencia directa sobre la vida de las piezas de molienda, ya que incluso eltipo C < > puede producir muy poco desgaste cuando se muele en conjunto con unacaliza muy dura.

Existe, sin embargo, una relacin conocida entre el contenido en cuarzo de este tipode materia prima y el desgaste de los elementos de molienda. Esta relacin quedagrficamente expresada en la figura 16. La existencia de las dos curvas, una paracaliza dura y otra para caliza blanda, tiene su explicacin en el hecho de que unacaliza dura ayuda a la molienda de cuarzo y reduce, por lo tanto, sus efectos dedesgaste.


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8

6

4

2

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Horas de vida

Cuarcita SiO 2

Caliza blanda

Caliza dura

Figura 16Tiempo de vida de los elementos molturantes

vs. contenido de cuarcita

Los desgastes en los elementos molturantes (pista y rodillo) se muestran en la figura17, donde se observa que el mayor desgaste se presenta en la seccin ms distanteal eje de giro del plato. En esta regin, la molienda se realiza por compresin y corte,siendo esta ltima causada por la diferencia de velocidad entre la pista y el rodillo. Enla seccin ms cercana al eje de giro, la velocidad relativa entre el rodillo y la pista esmenor; aqu la mayor parte de la molienda se realiza por compresin, y la accin decorte del rodillo sobre el material es menor, causando tambin un menor desgaste.


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Pg. 327. SISTEMAS DE TENSION DE RODILLO2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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7.1. SISTEMA INDEPENDIENTE DE TENSION

En este sistema cada balancn transmite la fuerza al lecho de molienda independientede los dems. Los balancines tienen sus brazos o cilindros de palanca individuales;adems, en la mayora de los casos tienen la posibilidad de poder elevar cada rodillo

en forma individual para poder arrancar en casos donde se tiene poco o muchomaterial en la mesa de molienda.

Las variaciones en la altura del lecho de molienda son amortiguados por cadabalancn, esto genera fuerzas de presin diferentes en el soporte del balancn durantela operacin y los sistemas que amortiguan estas fuerzas. Los molinos verticales decuatro rodillos cuentan con 32 cilindros de nitrgeno que sirven para amortiguar lasvariaciones de presin. La ventaja de estos sistemas es la posibilidad de levantarcada rodillo en forma independiente para servicio, inspeccin o puesta en marcha.

En caso de que algn rodillo fallara mecnicamente, se tiene la posibilidad de trabajar

con slo 2 de ellos y alcanzar producciones mximas de 65% de la produccinnominal. Debido a su sistema independiente, existen posibilidades de tener grandesentradas de aire falso en las uniones entre balancn y el cuerpo del molino.

La suspencin hidroneumtica de los rodillos se compone fundamentalmente de tresgrupos:

Suspensin hidroneumtica completaTubera de unin entre el molino y el armario hidrulico Armario hidrulico HSLM

A. Suspensin Completa

Cada rodillo de molturacin se encuentra instalado en un balancn. Cada uno de ellosest unido a la cabeza del vstago de un cilindro hidrulico. El movimiento de unrodillo no incluye el movimiento de los dems. Los cilindros hidrulicos estn fijadosarticulados en la parte inferior del molino. La cabeza del vstago est unida con lahorquilla del balancn. Las articulaciones del orificio del fondo del cilindro y de lacabeza del vstago se unen con la ayuda de pasadores iguales, y los mismosrodamientos de rodillos a rtulas con la parte inferior del molino u horquillasrespectivamente. El balancn ha de considerarse como palanca transmisora de fuerza

entre el sistema hidrulico y el rodillo.


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B. Cilindro Hidrulico

Durante el servicio del molino los rodillos son levantados en funcin del espesor dellecho del material a moler situado sobre el plato. A cuyo fin los balancines sondesviados, por lo cual los pistones de los cilindros hidrulicos se mueven hacia arriba

y el aceite existente en el lado del vstago del pistn es desplazado de la cmara delcilindro, por medio de los tubos flexibles y tuberas, al acumulador hidrulico. El aceiteque fluye a los acumuladores comprime la vejiga cargada de nitrgeno. Comoconsecuencia de la no homogeneidad del lecho de molturacin, de forma similar a larueda de un automvil en una carretera desigual, los rodillos desarrollan movimientosverticales.

Si los rodillos ruedan en una concavidad del lecho de molturacin, se dilata la vejigaacumuladora y empuja de nuevo una cantidad de aceite adecuada del acumulador alcilindro. De esta forma se produce por el recorrido ms corto un intercambiopermanente de aceite entre el cilindro y el acumulador. Durante este tiempo la bomba

del sistema hidrulico nicamente tiene que funcionar cuando han de compensarseprdidas de aceite, que dan lugar a una cada de la presin de trabajo.

Todos los cilindros hidrulicos estn unidos entre s del lado del aceite, de tal formaque todos los rodillos independientemente de su desviacin correspondiente, ejercenla misma fuerza sobre el lecho de molturacin y cargan en forma uniforme el cojinetede empuje axial del reductor del molino.

7.2. SISTEMAS COMPARTIDOS DE TENSION

Este sistema se caracteriza por tener los rodillos conectados entre s con un marco osoporte comn. Los molinos Fullers-Peters se consideran dentro de esta clasificacin.(Figura 19).


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Resorte

Barra desoporte

horizontal

RodilloSoporte

triangular

Gascaliente

RodillosConexin acilindro hidrulico

Resorte

Barra desoporte

horizontal

A

A

A

A

Gascaliente

Figura 19Sistema de rodillos conectados por un marco

Las fuerzas para la molienda pueden ser transmitidas al marco por presin superiorcon resortes o por tensin inferior. En este ltimo arreglo el marco es tensionado porcilindros neumticos, con lo cual se puede minimizar las entradas de aire falso.

En molinos de este tipo se debe utilizar giro lento para el movimiento de la mesa demolienda, en caso de que la pista se encuentre sin material. Existe el inconvenientede no poder trabajar el molino cuando algn rodillo se encuentra daado y esnecesario parar el molino.

7.3. SISTEMAS DE RECIRCULACION DE MATERIAL

El sistema de recirculacin de material, como se ve en la figura 20, incluye:

A. Corona de alabes o anillo de persianasB. Anillo de blindajeC. Anillo de dispersinD. Rascador


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Anillo deblindaje

Anillo depersianas

Anillo dedispersin

Anillo deretencin

Pista demolienda

Cmarade gases

Rascador

Figura 20Partes que incluye el sistema de recirculacin

A. Corona de Alabes o Anillo de Persianas

La corona de alabes es una parte importante, ya que es donde se pueden hacerajustes de flujo de aire. Esta se encuentra situada alrededor del plato de molienda yest fijada al cuerpo del molino. Consiste en un conjunto soldado que se integra porvarios segmentos. Los alabes dirigen los gases calientes, provenientes del horno,hacia la parte superior del molino y por su inclinacin les dan una cierta rotacin; demanera adicional, retienen partculas grandes de material que son lanzados de lapista. Estas partculas pierden en buena parte su energa cintica al impactarsecontra el anillo de blindaje.

La velocidad del caudal de gases dentro de la corona de alabes es muy importante.Se ajusta a valores que permitan un porcentaje de recirculacin del material conrespecto a la alimentacin fresca. En la mayora de los molinos el rea de paso en lacorona de alabes es variable y depende del flujo de material que sale de la mesa; lafinalidad es tener una velocidad constante en toda la periferia.


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El rea abierta entre los alabes permite a cuerpos extraos, especialmente metlicos,que salgan del molino y caigan para ser recogidos por rascadores inferiores.Despus, estos cuerpos sern rechazados por un extractor de cuerpos metlicos.

La construccin de la corona de alabes se realiza en acero antidesgaste (Ni Hard IV o

equivalente). Al presentar problemas de desgaste se pueden soldar segmentos deplaca sin alterar el flujo de gases.

B. Anillo de Blindaje

El anillo de blindaje segmentado representa la extensin de la camisa exterior de lacorona de alabes. Ayuda a redirigir los gases calientes apartndolos de las paredesdel molino. Para minimizar el desgaste, se funde en grafito esferoidal o se fabrica deacero de alta resistencia al desgaste, por lo cual no deben ser soldados ni golpeados,ya que pueden producirse grietas internas. Los segmentos se suspenden del cuello

cilndrico de la corona de alabes. Al haberse desgastado los segmentos, puedencambiarse individualmente segn sea la necesidad, esto alarga la vida del blindajesuperior, al dirigir los gases y el material al centro del molino.

C. Anillo de Dispersin

El anillo de dispersin es un anillo plano y formado por segmentos. Su tarea esdistribuir el material que cae del anillo de retencin y dirigirlo a la corona de alabes.Cubre el vaco entre el dimetro exterior de la pista y el anillo interior de la corona. Alhacerlo, el anillo de dispersin forma un espacio estrecho con el anillo interior de la

corona. En este espacio vaco existe una alta resistencia a la corriente, lo que obliga aque los gases calientes busquen la menor resistencia y pasen por la corona hacia elmolino.

Se debe cuidar que tengan holgura las perforaciones donde se colocarn los tornillossujetadores del anillo de dispersin, as se evitarn sobre-esfuerzos en stos por ladilatacin del anillo.

En casos donde no se coloca un anillo de dispersin por separado, el anillo deretencin tiene la funcin del anillo de dispersin.

Las piezas que son segmentadas, como el anillo de dispersin, la corona de alabes yel anillo de retencin, no deben ser soldadas entre s; esto con el fin de evitaresfuerzos creados por la dilatacin de las piezas. Si se necesitan soldar pedazos deplaca antidesgaste en la corona, se debe de cuidar que el polo negativo est lo ms


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Pg. 378. RETORNOS Y SU DISTRIBUCION2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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prximo al punto de soldadura; as se evitar crear puentes que pasen porrodamientos o chumaceras, las cuales pueden ser daadas.

D. Rascador

Los cuerpos extraos y las partculas que caen contra el flujo de los gases calientes ypasan por la corona de alabes, se juntan en la parte inferior del canal circular, siendoste parte del cuerpo del molino. En el arranque o durante la marcha del molino, dichomaterial es empujado por los rascadores y depositado en tolvas de rechazo,localizadas en la parte inferior del molino. Debido al difcil acceso de los rascadores,stos no son revisados con frecuencia; su inspeccin es importante, ya que laestructura que soporta las placas antidesgaste puede llegar a deteriorarse y producirun dao mayor.

En la figura 21 se puede tener una ilustracin ms clara de la distribucin y colocacin

de las piezas que se vieron anteriormente.

Figura 21Ilustracin de la distribucin del disco de aletas ajustables

[tobera anular ajustable en un molino vertical (Polysius)]

8. R ETORNOS Y SU DISTRIBUCION

Los molinos verticales, en los cuales el arrastre del material molido lo hacennicamente con el flujo de gases calientes para llevar el material hacia el separador,se definen como molinos verticales con recirculacin interna. Este tipo de molinos seemplea para molienda de carbn, o bien, de materiales muy quebradizos y que por subajo peso especfico pueden ser con facilidad arrastrados por una razonable corrientede gases calientes y ser desalojados de la cmara de molienda.


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Pg. 388. RETORNOS Y SU DISTRIBUCION2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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Cuando las caractersticas de la materia prima le dan una condicin de material duroy no fcil de moler, se hace necesario retornar parte del material molido nuevamenteal centro del plato de molienda. En este caso los molinos verticales tienen tambin uncircuito externo de recirculacin (figura 22), el cual funciona de la siguiente manera:

El material ms fino y cuyo peso permite ser arrastrado con la corriente de gasescalientes que pasa por la corona de alabes, sigue el camino del gas hacia elseparador en el interior del molino.

El material que no fue arrastrado por el flujo de gases y que es mayor cantidad delarrastrado con el flujo (circulante de 8 a 10) cae a travs de la corona de alabes sobreel anillo de descarga que gira junto con el plato de molienda, pasando posteriormenteal elevador de cangilones a travs de una descarga lateral del molino. El elevadordescarga a un sistema de distribucin, el cual conduce este material en direccin delseparador del molino o hacia el chute de alimentacin fresca del mismo, o bien,realizar una distribucin en ambos puntos segn lo requieran las condiciones de

humedad del material.

Gases a la atmsfera

Filtro

Productofinal

Retorno exterior de material

Distribucindel retorno

Alimentacinfresca

Elevador decangilones

Gasescon finos

Figura 22Sistema de molienda con molino vertical equipado para

operar con un circuito externo de circulacin de retornos (Polysius)


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Pg. 399. LAZOS PRINCIPALES DE CONTROL2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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El transporte mecnico del material hacia el separador permite reducir el flujo degases calientes a travs del sistema de molienda, implicando esto un menor consumode energa elctrica en el ventilador del molino, un mejor control en el secado de losmateriales y estabilidad operativa del sistema.

Este tipo de molinos se emplea para molienda de harina cruda para clinker Portland.

9. L AZOS P RINCIPALES DE CONTROL

Los molinos verticales con un circuito externo de recirculacin de material requierenun control tal, que las variaciones que presenta la materia prima (dureza, humedad,granulometra, etc.) puedan ser con facilidad controladas y mantener estable elsistema de molienda.

En el diagrama de flujo de la figura 23, se indica la posicin de los principales equiposde medicin y control para tener un sistema de molienda totalmente automtico.

Alimentacinfresca

Filtro

Ventilador del molino

Productofinal

Gas deretorno

Compuerta

Gasescalientes

Compuerta

RetornoElevador decangilones

Retorno

2

1

3

4

5

.. `

..`... `

.. `.

Figura 23Diagrama de flujo de un molino vertical indicando

los principales lazos de control (Polysius)


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Pg. 409. LAZOS PRINCIPALES DE CONTROL2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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En la figura 23 se tienen indicados los principales lazos de control, siendo stos:

1 . Lazo de control para mantener constante el flujo de gases calientes a travsdel sistema.

2 . Lazo de control para sostener la succin a la entrada de gases calientes almolino y regular la cantidad de gas de retorno.

3 . Lazo de control para medir la temperatura de los gases calientes a la salidadel molino y regulan la relacin entre gas caliente y gas de retorno.

4 . Lazo de control que regula la alimentacin al molino por el consumo elctricodel motor del molino, o por el diferencial de presin entre la entrada y salidade los gases del molino.

5 . Lazo de control que en funcin del consumo elctrico del motor del elevadorde cangilones (recirculacin de material) y ligado a lmites previamentedeterminados manda aumentar el flujo de gases entrando al molino o reducela alimentacin fresca al molino. Este control lo realiza en relacin al lmite alque se aproximen las condiciones de operacin.


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Pg. 41BIBLIOGRAFIA2.2. MOLINOS VERTICALES SubtemaTema

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