Introduccin

La molienda de materiales en la industria del cemento es el proceso que requiere ms energa, consumiendo alrededor de 45-80 kwh/ton, lo que corresponde a alrededor de 50-75% del consumo total del energa elctrica de 90-130 kwh/ton, de clnker. Por consiguiente, un funcionamiento ptimo del molino es esencial. Un funcionamiento apropiado del molino depende mucho del estado mecnico del molino. Por esto se debe tener un conocimiento bsico de los aspectos de funcionamiento principales. En este informe, se pretende dar a conocer como es el matenimiento de los molinos y sus parmetros de control, los cuales son de gran importancia cuando ocurren irregularidades en el funcionamiento de los molinos.

1.- PROCESO DE MOLIENDA

El proceso de molienda en los molinos de bolas se realiza por impacto y friccin. Las bolas que caen chocan contra la partcula de material y la fuerza de impacto y a divide en dos o ms partes. Otra fuerza de molienda es la friccin,las fuerzas de friccin: las partculas de material son desplazadas entre bolas levantadas por la rotacin del molino y bolas que se mueven hacia abajo (sin caer). En muchos casos cuando las bolas moledoras chocan o pasan cerca de una a la otra, no hay material entre ellas, convirtindosede esta manera enprdidasla mayora de la energa de entrada en el molino de bolas. La distribucin total deprdidasde energa en un molino de bolas es como siguen: a) Prdidasmecnicas en cojinetes de rodamiento, reductores, etc. (5-10% aproximadamente).b) Calentamiento de material, maquinas y aire de ventilacin (80-85%)c) Emisin de ruidos.1.1.- Molienda y carga de molienda La eficacia del molino tubular depende de si la carga contiene cuerpos moledores de tamao ptimo.La carga ptima de una cmara es una carga de equilibrio que se caracteriza por el tamao mximo y mnimo de los cuerpos moledores.El tamao mnimo no debe ser menor que la anchura de las rendijas en el tabique y/o parrilla de salida. El tamao mximo es determinado por el tamao de la mayor partcula en la alimentacin al molino a ser molida y lascaractersticasdel molino. Las cargas de equilibrio son caracterizadas por 2 parmetros: a) El peso unitario que determina la molienda por impactob) La superficie especfica (el rea total de superficie de la dividida por carga el peso total de la carga enm3por tonelada) que determina la molienda por friccin. Dichos parmetros se determinan a partir de un anlisis de muestras de los cuerpos moledores. Al conocer las especificaciones del molino en cuanto al diametro y longitud de las cmaras, es posible calcular la finura del material que sale de la primera cmara. Basndose en esta finura es posible determinar el tamao mximo de los cuerpos moledores en la siguiente cmara y calcular la finura esperada del material de esta cmara. Por regla general se debe mantener el mismo nivel de bolas en las diferentes cmaras. Sin embargo, si la molienda por impacto en la cmara de molienda gruesa resulta insuficiente, se puede cambiar el nivel de bolas o el grado de llenado aadiendo o quitando bolas grandes. De la misma manera, si la finura del material no resulta satisfactoria, se puede cambiar el nivel de bolas el grado de llenado aadiendo o quitando las bolas pequeas en las cmaras de molienda fina.2.- Aditivos

Los agentes tensoactivos que pueden contrarrestar aglomeracin de las partculas las muy finas, son activos como aditivos y posibilita una molienda ms fina que de otra manera posibleLa cantidad de aditivos requerida obtener el efectoptimovara entre 100 y 500 ppm, lo que corresponde a 100-500 g por tonelada producida. Para usar aditivos es posible aumentar la produccin en un 10-20%, manteniendo ms o menos las mismas propiedades de resistencia del producto. Para poder evaluar la viabilidad econmica hay que hacer una estimacin en cuanto al aumento del rendimiento en relacin con el coste de los aditivos, teniendo en consideracin el coste total de molienda.Ejemplo Tamao del molino: 5000 kW (6700 HP) Consumo de energa especfico: 44 kWMProduccin: 115 tph 795.000 tpaCostos Anuales $/tEnerga: 44 kWh/t, 0,03 $/kWh : 1,32Desgaste en la carga de bolas y revestimientos0,15 Kg/t, $ 1,50/kg : 0,23Depreciacin e inters (20%/ao)5.000.000 x 0,20 : 1,26 795,000 Mano de obra (5 x 15.000 $/ao)5 x 15.000 : 0,10 795.000

Costas de molienda totales sin aditivos : 2,91Costos de aditivos, 0,35 Kg/t, 0,77 $/kg : 0,27

3.- Funcionamiento del molino

Puesta marcha del molino La lnea de conducta durante cada puesta en marcha de un molino tiene mucha influencia en el funcionamiento subsiguiente. Es de suma importancia que el molino alcance su produccin ptima tan pronto como sea posible, sin problemas prolongados de desequilibrio.Despus de haberse asegurado que todas lasmaquinasqueden en la condicin de arranque correcta,que los interruptoresestnen suposicincorrecta, que los registros y compuertasestncerrados, que los silos de alimentacinqueden Ilenos, que los niveles de aceite queden satisfactorios y que los gases calientes sean disponibles (no vale para los molinos de cemento), se pueden arrancar las maquinas auxiliares. Normalmente se las arrancan en orden opuesta a la del flujo del material Precalentamiento del sistema de molienda (no vale para los molinos de cemento) Al estar todo salvo el molino en funcionamiento ha llegado el momento de arrancar el flujo de los gases calientes al molino para precalentar el sistema y, en el caso de sistemas inertes de molinos de carbn, de reducir el porcentaje de oxgeno. Esto es importante por dos razones: a) El calentar la carga de bolas, tubos y todas las dems partes metlicas y, en particular, el filtro consume muchas caloras. Por consiguiente es una capacidad de secado menor para las materias primas hasta todo el sistema haya sido calentado. b) Adems, es muy importante que todas las superficies del sistema estn por encima del punto de roco antes de que empiece la evaporacin para impedir condensaciones. En conexin con el carbn, la condensacin puede resultar la fuente directa de una combustin espontanea. La duracin del precalentamiento depende del sistema y puede variar de unos pocos minutos a varias horas.Una vez que estn en funcionamiento todas las maquinas auxiliares se puede poner en marcha el molino y la alimentacin. Primeramente con alimentacin baja 50-70 % de la alimentacin nominal para impedir sobrecarga del molino. Tambin se debe mantener a un mino de flujo de aire para asegurar una limpieza del filtro electrosttico hasta que aumente la temperatura y empiece a evaporar el agua. Esto sobre todo tiene importancia en lo que se refiere a los molinos de cemente, donde no hay precalentamiento con gases caliente.A medida que se calienta el sistema poco a poco, es posible aumentar la cantidad de alimentacin y el volumen de gases, observndose al mismo tiempo el nivel de sonido y la temperatura de salida para molinos crudos y de carbn y con el consumo de energa para el elevador.Los pasos incrementales son grandes al principio del 5 al 10 % de mximo, despus menores, hasta alcanzar la produccin mxima con pasos 1-2%. Cuanto ms cerca a la capacidad mxima este funcionando el molino, tanto ms fcilmente perder el equilibrio y as resultando un sobrecarga, sobrecalentamiento o enfriadoTranscurrida una hora de funcionamiento se saca una muestra del producto acabado, basndose en el resultado del laboratorio se ajusta el separador. Si la primera muestra difiere micho del nivel normal, se saca otra muestra despus de otra hora transcurrida.Una vez que el molino est en condiciones de marcha estables, se puede conectar todos los bucles de control.Control de la temperatura en los molinosPara evitar los problemas de deshidratacin y pre hidratacin las temperaturas dentro del molino deben mantenerse por debajo de 125C, aproximadamente. Esto se suele hacer por inyeccin de agua en el molino. Para asegurar la evaporacin, la inyeccin no debe empezar hasta que la temperatura en la cmara sea de 1105 C, como mnimo.Al exceder la temperatura el tabique y/o en la salida de 105C, se arranca la bomba de agua para mantener constantes las temperaturas en sus valores de consigna normalmente entre 115-120C en el material en la salida del molino.El flujo de aire debe ser ajustado en relacin a la cantidad total de agua inyectada para mantener correcto el punto de roco.

4.- Parada del molino

Existen dos tipos de paradas del molino, paradas espontneas (fallas de mquinas, cadas de tensin, etc.) y paradas planeadas (silo lleno, mantenimiento, falta de alimentacin, etc.). Si es posible se prefiere para el molino de una manera que facilite el prximo arranque. Si el molino est funcionando en modo de control automtico, se debe cambiar a manual. Despus se reducen la alimentacin y el volumen de gases calientes simultneamente. Cuando el nivel de sonido indica un nivel mnimo de material dentro del molino se para el motor principal y la alimentacin (o el molino se desconecta, en caso posible).Cuando el sistema de transporte al silo queda vaco, se lo puede parar junto con los ventiladores del molino y el separador. El tiempo de marcha posterior del sistema de transporte puede variar entre 5 y 30 minutos.Al pararse el molino y abrirse para inspeccin o reparacin en el interior del molino hay que incluir 2-4 horas de tiempo de espera hasta que la temperatura de las partes de acero dentro del molino haya bajado lo suficiente (se recomienda que se establezca un pequeo tiro de aire fresco).5.- Parmetros de funcionamiento

Para asegurar unos parmetros de funcionamientos suficientes y seguros para el operador del molino, es necesario equipar el cuadro de control con instrumentos adecuados que pueden medir y registrar los varios parmetros de funcionamiento.Los parmetros de funcionamiento pueden dividirse en los siguientes parmetros: Parmetros controlados Parmetros de controlLos parmetros controlados tpicos para los molinos de bolas son: Nivel de sonido: El parmetro es la nueva alimentacin. El funcionamiento de un molino sin alimentacin (vaco) da la seal del 0%, un molino parado da la seal del 100%.Consumo de energa Est influido por la alimentacin del molino y la carga de bolas. Un molino sobrellenado da un kW ms bajo, un molino vaco da un kW ms alto, incluso con variaciones bastante pequeas (5% del valor nominal, como mximo).Carga del elevador Queda controlada por la nueva alimentacin y el material grueso del separador.Temperatura del tabique (solo molinos de cemento) Queda controlada por la alimentacin y/o la inyeccin de agua en la entrada del molino.Temperatura del material en la entrada del molino (molinos de cemento) El valor requerido se encuentra entre 105C y 130C y es controlado por inyeccin de agua.Temperatura de entrada (molinos de crudo y de carbn) Normalmente queda ajustada por la temperatura del generador de calor o los gases de humo de del horno, moviendo los registros de aire caliente.Temperatura en la salida del molino (molinos de crudo y de carbn) Puede ser controlada por ajuste de la cantidad y temperatura de los gases, moviendo las vlvulas de combustible y/o los registros de gases calientes.Temperatura del material en la salida (molinos de cemento) Puede ser controlada por inyeccin de agua.Presin en la entrada del molino Queda controlada por la compuerta del ventilador principal del molino.

Control de parmetros de funcionamientoLos parmetros de funcionamiento pueden ser controlados de tres diferentes maneras: Accin manual en el campo Accin manual de la sala de control Accin automtica de la sala de control.Hoy en da muy pocos parmetros se controlan del campo. Slo en instalaciones muy antiguas es posible encontrar parmetros tales como aletas del separador, vlvulas de combustibles y aire de un generador de calor, compuertas del ventilador, etc., que todava no han sido conectados al control remoto del control central.La gran diferencia y ventaja del control automtico comparado con el control manual, es que reacciona frente a los cambios con mayor frecuencia y con menores aumentos que normalmente posible con control manual. Esto da un control ptimo del proceso y facilita la vigilancia de manera considerable. Parmetros de controlSon variables que se ajustan/cambian para mantener los parmetros controlados en sus valores ptimos, los siguientes parmetros de control son tpicos para los molinos de bolasa) Alimentacin totalb) Posicin del registro del generador de calor molinos crudo y carbnc) Posicin del registro de gases de humo del horno d) Inyeccin de agua e) Posicin de la compuerta del ventilador principal f) Posicin de las aletas o velocidad del rotor del separador

Los parmetros auxiliares, son las variables que no influyen en el funcionamiento de manera directa, pero que facilitan la seguridad y dan informaciones para las estadsticas de la eficacia del molino. Los siguientes parmetros auxiliares son tpicos:a) Componentes de alimentacin los parmetros son importantes para el control de la calidad y para el funcionamiento porque dan seales en cuanto a cambios en la molturabilidad de la alimentacin totalb) Material grueso del separador Indica la cantidad de material de vuelta al molino por el separador. Junto con el nivel de sonido y el consumo de kW del elevador, esta informacin es una gua muy importante para el control del molino, tambin ayuda a ajustar el separador para obtener la cifra de circulacin ptima.c) Carga del separadorJunto con el material grueso esta ayuda a indicar la carga de material en el separadord) Carga del ventilador principal Se usa sobre todo como una indicacin de la proximidad a la capacidad mxima a que est funcionando el ventilador. En algunos casos se usa como valor de consigna para mantener constante el volumen de gases.e) Presin en la salida del molinoJunto con el nivel de sonido la presin de una buena indicacin de la cantidad de material dentro del molino y tambin de atascamientos de los tabiques.f) Temperatura en la salida del filtroEl calentamiento del filtro normal se usa durante el arranque del circuito del molino para evitar el riesgo de condensacin en el sistema, particularmente en el filtrog) Temperatura del filtroLa temperatura dentro del filtro normalmente se mide en 4 o 6 diferentes puntos en la tolva del filtro para vigilar por incendios en el filtro. Solo se usa por razones de seguridadh) Temperatura en el silo pulverizadoIgual que la temperatura dentro del filtro, la temperatura en el silo solo se vigila por razones de seguridad, por ejemplo incendiosi) CO en la salida del filtroLa vigilancia por CO en la salida del filtro forma parte del sistema de seguridad, incendios en el sistema, tanto incendios que se desarrollan lentamente como explosivosj) CO en el silo de carbn pulverizadoIdntico al del CO en el filtro

6.- Conclusin

La molienda y el chancado son procesos de gran consumo energtico, lo cual plantea un desafo en el actual escenario que enfrenta la industria minera en Chile, con crecientes costos en este tem. Adems, el hecho que como consecuencia del envejecimiento de los yacimientos en operacin la minera se desarrolle a mayores profundidades, tiene como consecuencia no solo que aumente el consumo de energa, producto de rocas ms resistentes a las fracturas, sino que tambin afecta el rendimiento de los equipos.En este informe se di a conocer brevemente el mecanismo de funcionamiento de los molinos de bolas, con sus respectivos valores en cuanto a consumo de energa y temperaturas, parmetros de control, etc. Un dato importante anexo a lo expuesto en el informe:Miguel ngel Durn, director de la Escuela de Minera y Recursos Naturales de la Universidad Central de Chile, ahonda en el tema, detallando que como referencia, un chancador primario de 60x89 consume hasta 1.000 HP; un molino SAG 40x25 tiene motores de 29.500 HP; y molinos de bolas 26x40 cuentan con una potencia instalada de 22.000 HP. Esta energa a su vez significa ms del 15% del costo cash de produccin.Por este motivo, mucho de las innovaciones en estos equipos van en la lnea de una mayor eficiencia energtica. Segn Durn, el avance ms significativo en la reduccin del consumo especfico de energa ha sido el desarrollo y uso de equipos cada vez ms gigantes: Hasta hace algunos aos no era raro ver en la gran minera, por ejemplo, molinos de bolas de 9x12, con motores de 650 HP; hoy se pueden encontrar hasta de 28x40 con 25.000 HP. Esto se traduce en una mayor eficiencia energtica, asegura. (molienda y chancado: apostando por la eficiencia energtica, http://l.facebook.com/lsr.php?u=http%3A%2F%2Fwww.mch.cl%2Finformes-tecnicos%2Fmolienda-y-chancado-apostando-por-la-eficiencia-energetica%2F&ext=1418420584&hash=Acm65LUzlS8O5XM5tpC5-Lq2OANLAHZHonQsRQsEEU7_Gw )

7.- Bibliografa

molienda y chancado: apostando por la eficiencia energtica, http://l.facebook.com/lsr.php?u=http%3A%2F%2Fwww.mch.cl%2Finformes-tecnicos%2Fmolienda-y-chancado-apostando-por-la-eficiencia-energetica%2F&ext=1418420584&hash=Acm65LUzlS8O5XM5tpC5-Lq2OANLAHZHonQsRQsEEU7_Gw http://www.mch.cl/informes-tecnicos/molienda-y-chancado-apostando-por-la-eficiencia-energetica/