UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA
ASIGNATURA
: MAQUINARIA PESADA
DOCENTE
: YHONY YENQUE TUME
ESTUDIANTES
:
SOLIS PEREZ, Enzo. LUNA HONORES, Carol. CUSTODIO RODRIGUEZ, Juan Carlos.
Nuevo Chimbote, 12 de diciembre de 2014
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MOLINOS. La molienda es la última etapa del proceso de conminución, en esta etapa las partículas se reducen de tamaño por una combinación de impacto y abrasión, ya sea en seco o como una suspensión en agua, también llamado pulpa. La molienda se realiza en molinos de forma cilíndrica que giran alrededor de su eje horizontal y que contienen una carga de cuerpos sueltos de molienda conocidos como “medios de molienda”, los cuales están
libres para moverse a medida que el molino gira produciendo la conminución de las partículas de mena. En el proceso de molienda partículas de 5 a 250 mm son reducidas en tamaño a 10 - 300 micrones, aproximadamente, dependiendo del tipo de operación que se realice. El propósito de la operación de molienda es ejercer un control estrecho en el tamaño del producto y, por esta razón frecuentemente se dice que una molienda correcta es la clave de una buena recuperación de la especie útil.
Un molino de bolas es una herramienta eficiente para la pulverización de varios tipos de materiales en polvo fino. Por lo general son utilizados para moler materiales que son de 1/4 pulgadas o más pequeños, hasta un tamaño de partícula de 20 a 75 micrones. Para los molinos de bolas ser eficiente, la pulverización tiene que ser hecha en un sistema cerrado con el material de gran tamaño siendo continuamente recirculado en el barril cilíndrico para reducción. Varios clasificadores tales como pantallas, clasificadores espiral, ciclones y clasificadores de aire son utilizados para la clasificación de descargas del molino de bolas. Los molinos de bolas son muy utilizados en la industria de la minería para la pulverización y selección de materiales. También son utilizados en la industria de la construcción (para material de edificios), industria química, entre otros. La pulverización puede ser llevada a cabo a través del proceso seco o proceso húmedo. Los molinos de bolas pueden ser clasificadas en dos tipos principales, tipo fluente y tipo tubular, dependiendo en las diferentes formas de la materia de descarga.
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A. Ubicación del equipo La sección molienda está ubicada después de un molino de barras o molienda semiautogena El molino de bolas es el encargado de pulverizar el material ya triturado en las anteriores etapas, luego de molienda se manda a un ciclón, materiales gruesos regresan a molienda y materiales finos pasan a acondicionadores para luego entrar al proceso de flotación (caso Cu, etc.); posteriormente se podrá ver una figura de la ubicación del equipo (molino)
Instalación molienda vía seca
B. La carga de mineral de alimentación al molino: Cuanto más rápido sea la alimentación al molino más rápido será la descarga que llega al otro extremo y el producto final será más grueso, permanecerá menos tiempo sometido a molienda. La alimentación de carga del mineral debe ser constante y uniforme, la cantidad se regula en faja de alimentación
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Normalmente los molinos trabajan con 70% a 78% de sólidos, dependiendo del peso específico del mineral, la cantidad de mineral que se puede cargar en un molino de bolas oscila de 0.45 toneladas por m3 de capacidad. C. Alimentación de agua Al operar el molino por vía húmeda, el mineral finalmente molido es extraído con agua de los intersticios entre las bolas y por lo tanto no perjudica la molienda de las partículas de mineral gruesas, por ende en la operaciones se agrega un 50% a 60% de agua en peso, para asegurar una descarga rápida del mineral. El exceso de agua dentro del molino lavara las bolas y cuando se hace funcionar el molino pues el mineral no está pegado en las bolas, haciendo una pulpa demasiado fluida que saca la carga de mineral demasiado rápida, no dando tiempo a moler y disminuyendo el tiempo de molienda, dando como resultado una molienda excesivamente gruesa. Consumo exagerado de bolas y desgaste de chaquetas, todas estas condiciones unidas representan un aumento del costo de producción y una baja eficiencia de la molienda. En el circuito las cargas circulares elevadas tienden a aumentar la producción y disminuir la cantidad de mineral fino no deseado. D. Carga de bolas La cantidad de bolas que se coloca dentro de un molino depende en gran parte de la cantidad de energía disponible para mover el molino. Generalmente nunca llega al 50% de volumen, aunque una carga de bolas igual a 50% del volumen del molino da la capacidad máxima El volumen total de las bolas no debe ser menor que el 20% del volumen interior (las cargas normales varían de 40 a 50%) Donde quiera que se desee una producción mínima de finos debe usar una carga de bolas cuyo diámetro está relacionado al tamaño del mineral que se alimenta, el aumento de la carga de bolas, hace elevar el gasto de energía hasta alcanzar un valor máximo, por encima del cual la energía necesaria disminuye al aumentar la carga, por acercarse al centro de gravedad de esta al eje de rotación. La carga se puede aumentar elevando el peso de bolas cargado al molino aumentando la densidad de sólidos de la pulpa a moler, o trabajando a nivel de líquidos más alto.
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Este nivel de pulpa, que es función de la cantidad de molienda, constituye un factor muy importante en el funcionamiento del molino de bolas. Normalmente la carga de bolas se debe determinar mediante ensayos metalúrgicos por estudios detenidos. La potencia necesaria es máxima cuando el contenido en sólidos de alimentación es del orden del 75%. El consumo de bolas esta dado en función al tonelaje tratado, a la dureza del mineral, al tamaño de la carga de mineral Cuanto más pequeñas sean las bolas mayor será la finura del producto final, la calidad de las bolas se fabrican de acero moldeado, fundido, laminado o forjado, normalmente se emplea acero al manganeso a al cromo. En resumen la elección de las dimensiones de un molino es función de muchos factores entre los cuales: la dureza del mineral, el tamaño promedio de la alimentación, como también el grado de finura a obtenerse, humedad de la pulpa, la cual forma de las superficies de los de los forros ya sean onduladas o lisas y se emplean para molienda gruesas y finas respectivamente, la velocidad el molino afecta a la capacidad y también al desgaste , en proporción directa hasta el 85% de la velocidad critica.
E. Las variables de molienda se controla por: - Sonido de las bolas - Densidad del motor - Amperímetro del motor El sonido de las bolas nos indica la cantidad de carga dentro del molino. El sonido deberá ser claro. Si las bolas producen un ruido muy sordo u opaco, es porque el molino está sobrecargando por exceso de carga o falta de agua. Si el ruido de las bolas es excesivo, es porque el molino esta descargado o vació, por falta de carga o mucha agua. El grado de densidad en la salida del molino debe ser tal que la pulpa sea espesa y avance por su muñón de descarga con facilidad, sin atorarse, la pulpa no debe ser de densidad muy baja.
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El amperímetro es un aparato eléctrico que esta intercalado en el circuito del motor eléctrico del molino Su función es de determinar y medir el consumo de amperios de la intensidad de la corriente que hace el motor eléctrico. Generalmente el amperímetro del motor eléctrico del molino debe marcar entre ciertos límites normales en cada planta concentradora.
F. Factores que Afectan la Eficiencia de molienda El exceso de agua en el molino ocasiona Un exceso lavara las bolas y cuando se hace funcionar el molino no se obtiene una buena acción de molienda pues el mineral no está pegado a las bolas, haciendo una pulpa demasiado fluida que saca la carga de mineral demasiado rápida, no dando tiempo a moler disminuyendo el tiempo de molienda, dando como resultado una molienda excesivamente gruesa, consumo exagerado de bolas aumento de costo de producción y una baja eficiencia de molienda. El exceso de agua en la molienda da como resultado -
Molienda gruesa
-
Aumento de costo de producción
-
Densidad baja
-
Menor eficiencia del molino
-
Bajo tonelaje del molino
-
Excesivo consumo de bolas y chaquetas o revestimiento
-
Paradas obligadas del molino por pernos flojos, rupturas de pernos, caída de chaquetas o revestimiento interiores del molino.
-
Costo de molienda altos
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Falta de agua en el molino La pulpa del mineral avanza lentamente y se hace cada vez más densa, las bolas no muelen, porque el barro se muele muy espeso alrededor de las bolas, impidiendo buenos golpes por que el barro amortigua todos los golpes En estas condiciones de operación las bolas pueden salir junto con la pulpa de mineral. La falta de agua en un molino ocasiona - Molienda gruesa y mala - paradas obligatorias del molino - densidad elevada - molienda deficiente por que el barro se pega a las bolas amortiguando los golpes - perdidas de tonelaje en el molino La sobre carga del molino puede ser debida por las causas siguientes -
falta de agua en un molino
-
mala regulación del tonelaje
-
sobrecargas
-
exceso de carga en el molino
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DISEÑO DE UN MOLINO DE BOLAS
Durante el proceso de elaboración de alimentos balanceados se necesitan equipos uno de ellos es un Molino de Bolas el cual servirá para lograr la reducción de tamaño que uno desea a continuación se muestran los cálculos realizados para el diseño de uno de estos según nuestro volumen de producción diario.
Calcular: o
Tamaño en pies.
o
Carga de bolas en toneladas.
o
Potencia por corrida.
o
Velocidad en RPM.
o
Capacidad.
CALCULO DE LA POTENCIA POR CORRIDA: La potencia por corrida se calculara según la formula siguiente: C 60 0.4 1 Hp 1.341 x W b D x C s 0.0616 0.000575 V p 0.12 10 s
Donde: W b
=
Peso de la carga en bolas (Tn)
D
=
Diámetro interno de molino (pies)
C s
=
% de velocidad critica a la que opera el molino.
V p
=
% del volumen del molino ocupado por las bolas.
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CÁLCULO DE LA CAPACIDAD: El molino trabaja con la alimentación del tornillo sin fin el cual entregara al molino una cantidad de 3.72 TN / hr lo cual hace que se tenga una capacidad de:
Capacidad = 3.72 TN / hr.
CÁLCULO DEL VOLUMEN OCUPADO POR LAS BOLAS DENTRO DEL MOLINO: Para el cálculo del volumen se utiliza la siguiente formula:
V p
113
126
H D
Donde: H
=
Distancia de la parte superior a la superficie nivelada.
D
=
Diámetro interno de molino (pies)
Se tienen los siguientes datos: H
=
D =
0.40 m = 1.312 pies. 1 m.
= 3.28 pies.
V p
113
126
1.312 3.28
V p
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62.6%
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CALCULO DE LA VELOCIDAD CRÍTICA DEL MOLINO: Para el cálculo de la velocidad crítica del molino se utiliza la siguiente formula: 76.6
N c
1/ 2
D
Donde: Nc = Esta en RPM. 76.6
N c
N c
1/ 2
3.28
42.29 RPM
CÁLCULO DE LA VELOCIDAD ADECUADA DEL MOLINO: Se calcula mediante la siguiente formula:
N 0
56
40
Log D
Donde: No =
Esta en RPM.
N 0
56
N 0
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40
Log 3.28
35.365 RPM
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CÁLCULO DEL % DE VELOCIDAD CRITICA A LA QUE DEBE OPERAR EL MOLINO: Se calcula mediante la siguiente formula:
C s
N 100 N 0
c
Reemplazando datos se tiene:
C s
35.365 100 42.29
C s
83.62 %
CÁLCULO DEL PESO DE LA CARGA EN BOLAS:
Carga en una hora de trabajo
=
3.72 TN
=
3 720 Kg.
Carga de Bolas en una hora
=
4.10 TN
=
4 100 Kg.
Carga en Bolas por Hora de trabajo
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=
4.10 TN / hr.
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CÁLCULO DE LA POTENCIA: Reemplazando los datos en la Formula para hallar la potencia se ti ene:
Hp 1.341 x
4.10
Hp
0.4 3.28 x
83.62 0.0616 0.000575
5.4981 134.48
Hp
Hp
0.025605
17.518
23.475
x
62.6
83.62 60 1 10 0.1 2
0.2570
Hp / hr .
Kw
hr .
CALCULO DE LA CAPACIDAD: o
Como la alimentación al tornillo es de 3.72 TN / hr y la distancia que recorrerá el tornillo es de 8 metros, entonces la alimentación es demasiado grande para tornillos convencionales que existen en el mercado, por lo tanto se realizara el diseño en base a una alimentación de 640, 293 Kg / hr.
Cap
4.71 x 10
5
D2
d 2 x P x N
Dónde: D =
58.482 cm.
d
=
16.542 cm.
P
=
55.462 cm.
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N =
1800 RPM.
Cap
4.71 x 10
5
58.482
2
Cap
16.542 1800 55.462 2
14795.089
Cap
cm3 min
0.8877
m3 hr
CALCULO DE LA ENERGÍA: La energía que consumirá el tornillo se calcula mediante la fórmula siguiente:
E
C .V .
Cap
. . L . F
4500
Dónde: Cap
=
0.014795 m3 / hr.
L
=
6 m.
F
=
1.6 (Factor del material para maíz desgranado)
=
721.29 kg. / m3
Reemplazando en la formula tenemos:
E
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0.014795 721.79 1.6 6
4500
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E
o
o
0 .02278 Kw
hr
El tornillo que se ha diseñado tienen las siguientes características:
o
Capacidad =
0.8877 m3 / hr.
o
Energía
0.02278 Kw – hr.
=
Como la alimentación del Molino desgranador es de 3720 kg / hr entonces es necesario no solamente tener un solo tornillo en la planta sino que necesitaran más de uno.
CALCULO DEL NÚMERO DE TORNILLOS:
Número de Tornillos
3720 Kg / hr .
640.293 Kg / hr
Número de Tornillos = 5.809 = 6 Tornillos
Número de Tornillos = 6
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