Aplicaciones de Velocidad Variable Procesos de minería, cemento y agregados
Introducción
Desde la minería subterránea y/o a tajo abierto hasta el procesamiento y/o refinación de cualquier mineral, existen diversas aplicaciones motorizadas que pueden beneficiarse del control de par y/o velocidad que resulta de los variadores de frecuencia.
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Beneficios generales de la velocidad variable en aplicaciones de MCA
■■ Alto tiempo productivo■■ Eficiencia energética incomparable (menos
emisiones de CO2)■■ Externsión de la vida útil de la maquinaria■■ Costos más bajos de inversión, instalación,
operación y mantenimiento■■ Cómodo entorno de trabajo, con major seguridad■■ Robusto y confiable■■ Integración y control versátil■■ Moderno e innovador■■ Posibilidad de control completamente redundante
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VENTILADORES BOMBAS
CAMIONES Y CARGADORAS
CHANCADORES / QUEBRADORASTRANSPORTADORES
TALADROS / PERFORADORAS
GRUAS / ELEVADORES
APILADORES
MOLINOSCLASIFICADORES
CELDAS DE FLOTACIÓN
ESPESADOR
EXCAVADORAS
COMPRESORES
FILTROS
RECLAMADORES
Descripción general del proceso de minerales/minería
Vista general de proceso minero
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Ventiladores – Sopladores
Máquinas con la función principal de proporcionar un gran flujo de aire o gas a diversos procesos. Esto se obtiene al girar una cantidad de alabes conectadas a un concentrador y eje, impulsadas por un motor. Beneficios:
■■ Ahorros de energía y control optimizado del proceso
■■ Aumento en la productividad (mejor disponibilidad del sistema)
■■ Reducción de costos de mantenimiento
■■ Reducción de vibración y ruido del motor
■■ Alto Par de arranque en bajas velocidades
Vista general de proceso minero
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Bombas
Un dispositivo que eleva, transfiere, brinda o comprime fluidos, o que atenúa los gases especialmente a través de succión y/o presión.
Beneficios:■■ Ahorros de energía e
incremento del ciclo de vida de la bomba
■■ Aumento en la productividad (mejor disponibilidad del sistema)
■■ Reducción de costos de mantenimiento, vibración y ruido del motor.
■■ El arranque suave elimina los cambios abruptos de presión: funcionamiento uniforme, menos desgaste mecánico.
■■ Habilidad de controlar múltiples bombas con solo un variador
Bombas de lodos■■ Con el uso de variadores de frecuencia (VFD) las bombas de
lodos operan en el punto de eficienci óptima, ayudando así a de reducir considerablemente los costos de energía y mantenimiento
Vista general de proceso minero
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Chancadores / Quebradoras
Máquinas que reducen el mineral a un tamaño específico para la molienda o siguiente proceso. Los tipos incluyen: de quijada, giratorio, de impacto vertical/horizontal, de cono y/o martillo hidráulicos.
Beneficios:■■ Reducción del estrés mecánico,
menos perturbaciones – Operación en reversa (en caso de chancador/quebradora bloqueada)
■■ Menor mantenimiento y costos de operación bajos, prolonga el tiempo de vida útil
■■ Maximiza el tiempo productivo gracias al control de par y velocidad – producción consistente
■■ Ahorros de energía substanciales – alto factor de potencia
■■ Alto Par de arranque a bajas velocidades – flexibilidad, optimiza el rendimiento
Vista general de proceso minero
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Molinos – Molienda
Equipo para reducir el tamaño del mineral a un polvo. Los tipos incluyen: molino de bolas, molino de barras, molino autógeno (AG), molino semiautógeno (SAG), molino de grava, rodillos de molienda, etc.
Beneficios:■■ Optimización de Producción – fácil adaptación/reacción a los
cambios del proceso (características del mineral y rendimiento)■■ Distribución coordinada y precisa de reparto de carga,
capacidad de control maestro/seguidor(es)■■ Rampa de Aceleración uniforme – Menos esfuerzo en los
trenes mecánico y eléctrico, baja corriente de arranque con alto par de arranque (incluso con el molino totalmente cargado)
■■ Ahorros de energía – grandes motores posibilitan grandes ahorros, factor de potencia optimizada
■■ Reducción de los requisitos de mantenimiento – menos esfuerzo mecánico, posibilidad de velocidad ultralenta (giro lento, posicionamiento)
■■ Incremento de salida y rendimiento del molino SAG – optimización del control del proceso y tiempo de vida más largo del equipo (más flexibilidad)
■■ Mejor calidad del producto – molinos verticales (usualmente en la industria del cemento)
■■ Alto Par de arranque a bajas velocidades – posibilidad de posicionamiento (mantenimiento, adición de bolas, etc.)
Vista general de proceso minero
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Clasificador – Separador
Un aparato que separa mezclas de partículas minerales en fracciones de acuerdo al tamaño, la forma o la densidad. De acuerdo al medio en el que ocurre la separación de materiales, los clasificadores se dividen en hidráulicos y neumáticos. De acuerdo a la fuerza que utilizan, existen clasificadores por gravedad, clasificadores centrífugos y separadores de tensión alta.
Beneficios:■■ Mejorar la eficiencia en la separación
■■ Reducción significativa del consumo energético
■■ Ajustes prácticos y rangos extensos, mejor calidad y precisión
■■ Reducción de los requisitos de mantenimiento
■■ Posibilidad de incrementar la producción operando a altas velocidades (por encima de los valores nominales)
feed material
fine product
Coarse product
Vista general de proceso minero
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Transportador – Alimentador
Equipo que mueve material desde un punto al otro continuamente a través de una serie interminable (en circuito) de ganchos, cangilones, correa/banda, cadena, etc.
Beneficios:■■ Extensión de tiempo de vida y mejora
de disponibilidad
■■ Reparto de carga más rápido y preciso – Capacidad de control maestro/seguidor(es)
■■ Frenado regenerativo en transportadores de pendiente negativa, mayor ahorro de energía
■■ Optimización del control de procesos – permite la recolección de información de supervisión y medidas (control continuo)
■■ Reducción del tiempo de inactividad e incremento de la capacidad de transporte
■■ Aceleración/desaceleración uniforme – menos desgaste mecánico
■■ Operación más cómoda y segura
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Montacargas, grúas, malacates, dragas y palas para minería
Equipo grande para minería a tajo abierto que se utiliza para extraer el material sobrante de un deposito. Grandes cantidades de material accareado que se tira hacia afuera y luego se arrastra nuevamente hacia las máquinas.
Beneficios:■■ Operación confiable y segura
■■ “Mayor control del equipo – maniobrabilidad más precisa y fácil
■■ (operación en reversa, posicionamiento deseado)”
■■ Diagnóstico y monitoreo remotos
■■ Redundancia a carga plena y a la mitad de la velocidad
■■ Capacidad de controel maestro/seguidor(es)
■■ Tiempo de vida extendido
■■ Menor consumo energético – la energía de frenado regenerativo devuelve energía a la red eléctrica de la planta, lo que reduce el consumo de energía
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Taladros - Perforadoras
Una máquina que realiza orificios al girar una serie rígida y tubular de barras de perforación a las cuales está conectada una fresa.
Beneficios:■■ Las diferentes calidades de suelo requieren de un
motor que pueda ajustar su velocidad continuamente
■■ Garantizar que se obtenga el impacto de perforación correcto
■■ Reducción considerable del uso de la energía
■■ Menor impacto ambiental – ausencia de líquidos hidráulicos o aire comprimido
■■ Ahorros de mantenimiento considerables e incremento en la productividad
■■ Tiempo de vida prolongado – menos costo y mantenimiento, posibilidad de operación en reversa
■■ Operación más cómoda y segura
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Compresores
Un dispositivo que convierte la potencia (generalmente desde un motor eléctrico) en energía cinética al comprimir y presurizar el aire. El aire comprimido se utiliza en la industria minera como la principal fuente de energía motriz (herramientas, etc.).
Beneficios:■■ Solución de energía eficiente
a fin de mantener una presión de aire constante – reducción energía, alto factor de potencia
■■ Control PID incluido con las capacidades de comunicación – eliminación de los costos por componentes adicionales
■■ Reducción de estrés mecánico
■■ Menos mantenimiento y costos más bajos, prolongación de tiempo de vida
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Excavadoras
Una máquina diseñada para extraer rocas duras fragmentadas, tierra o rocas suaves y sólidas. También podría utilizarse para cargar el material en las unidades de carga (camiones) o depositarlo en escombreras (reservas/ acumulador/stockpile).
Beneficios:■■ Producción optimizada – fácil adaptación y reacción
a las diferentes condiciones■■ Reducción del uso/consumo de la energía y
menor desgaste – menor costo de mantenimiento, prolongación de tiempo de vida
■■ Alto tiempo productivo■■ Mejor rendimiento
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Apiladores – recuperadores y esparcidores
“Una apilador es una máquina grande que se utiliza para el manejo de materiales a granel. Su función es apilar material a granel como piedra caliza, minerales y granos,etc. en una reserva/acumulación. Un recuperador puede utilizarse para rescatar el material. Un esparcidor se utiliza para que funcione como una máquina esparcidora continua en operaciones de minería a tajo abierto a gran escala.
Beneficios:■■ Producción optimizada – fácil adaptación y reacción
a las diferentes condiciones■■ Reducción del uso/consumo de la energía y
menor desgaste – menor costo de mantenimiento, prolongar el tiempo de vida
■■ Alto tiempo productivo■■ Mejor rendimiento
Vista general de proceso minero
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Camiones y cargadoras
La cargadora es una máquina que se utiliza para cargar rocas y minerales útiles sobre unidades de transporte de materiales, los camiones transportan rocas y minerales útiles al chancador/quebradora.
Beneficios:■■ Reducción del consumo de combustible y mayor
eficiencia de producción■■ Velocidad de transmisión más rápida■■ Necesidad minimizada de mantenimiento■■ Reducción de ruido y emisiones■■ Maniobrabilidad mejorada – Operación en reversa■■ Alimentación por generador de diesel
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Secador giratorio – Horno de calcinación
Un horno o estructura caliente cilíndrica ligeramente inclinada de forma horizontal y que gira sobre rodamientos adecuados. La humedad se elimina (seca) al elevar gases calientes.
Beneficios:■■ Optimización y fácil adaptación/reacción a la calidad/
el volumen de sedimentos o lodos
■■ Reducción de energía y costos de mantenimiento
■■ Reducción del estrés mecánico – Menos perturbaciones y prolongación de tiempo de vida
■■ Mejor eficiencia de operación/ control
■■ Operación uniforme – mejor consumo de combustible
■■ Posibilidad de reparto de carga – reparto de par vía maestro/seguidor
■■ Alto Par de arranque a bajas velocidades
Vista general de proceso minero
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Celdas de flotación
Proceso de separación que utiliza burbujas para capturar partículas de minerales valiosas que flotan en la superficie, y las separa de los desperdicios que se acumulan en el fondo. Beneficios:
■■ Optimización del movimiento y aireación del lodo casi sin sedimentación
■■ Reducción de energía y de costos de mantenimiento
■■ Mejor eficiencia de operación■■ Mejor concentración mineral
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Filtros de prensa de banda, filtros de disco y filtros de presión
Un dispositivo con la función principal de retener a través de un medio poroso los contaminantes insolubles de un fluido.
Beneficios:■■ Optimización y fácil adaptación/reacción a la calidad/
el volumen de sedimentos o lodos
■■ Reducción de la energía y costos de mantenimiento
■■ Reducción del estrés mecánico – menos perturbaciones, prolongación de tiempo de vida
■■ Mejor operación/eficiencia del control – separación de sólidos optimizada
■■ Reducción del ruido – operación uniforme
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Agitadores – Clarificadores y Espesadores
Máquinas de procesamiento de minerales que separan minerales de acuerdo al tamaño y la densidad, generalmente para separar sólidos de líquidos. El fluido se derrama desde el tanque y las partículas de roca se acumulan en el fondo
Beneficios:■■ Control de par y retroalimentación – menor
instrumentación, mejor rendimiento
■■ Reducción de energía y costos de mantenimiento
■■ Control de avance/retroceso
■■ Operación más cómoda y segura
■■ Mejor eficiencia general
Vista general de proceso minero
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CHANCADOR / QUEBRADORA
VENTILADORES
BOMBAS
MOLINOS
CAMIONES Y CARGADORAS
SEPARADORES
HORNOS DE CALCINACIÓN
Descripción general del proceso de cemento
Proceso húmedo15 Molienda húmeda16 Homogeneización17 Filtro18 Horno de
calcinación giratorio
Proceso seco1 Canteras (piedra caliza, arcilla)2 Taladros / Perforadoras3 Volcador4 Chancado / Quebradoras5 Homogeneización previa6 Molienda7 Filtro8 Calentamiento previo9 Horno de calcinación giratorio10 Enfriador11 Almacenamiento clinker12 Adiciones13 Molienda de cemento14 Silos de cemento, despacho
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Vista general del proceso de cemento
Chancadores / Quebradoras
Máquinas que reducen el mineral a un tamaño específico para la molienda o siguiente proceso. Los tipos incluyen: de quijada, giratorio, de impacto vertical/horizontal, de cono y/o martillo hidráulicos.
Beneficios:■■ Reducción del estrés mecánico,
menos perturbaciones – Operación en reversa (en caso de chancador/quebradora bloqueada)
■■ Menor mantenimiento y costos de operación bajos, prolonga el tiempo de vida útil
■■ Maximiza el tiempo productivo gracias al control de par y velocidad – producción consistente
■■ Ahorros de energía substanciales – alto factor de potencia
■■ Alto Par de arranque a bajas velocidades – flexibilidad, optimiza el rendimiento
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Vista general del proceso de cemento
Ventiladores – Sopladores
Beneficios:■■ Ahorros de energía y control optimizado del proceso ■■ Aumento en la productividad (mejor disponibilidad del
sistema)■■ Reducción de costos de mantenimiento■■ Reducción de vibración y ruido del motor■■ Alto Par de arranque en bajas velocidades
Máquinas con la función principal de proporcionar un gran flujo de aire o gas a diversos procesos. Esto se obtiene al girar una cantidad de alabes conectadas a un concentrador y eje, impulsadas por un motor.
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Vista general del proceso de cemento
Bombas
Un dispositivo que eleva, transfiere, brinda o comprime fluidos, o que atenúa los gases especialmente a través de succión y/o presión.
Beneficios:■■ Ahorros de energía e
incremento del ciclo de vida de la bomba
■■ Aumento en la productividad (mejor disponibilidad del sistema)
■■ Reducción de costos de mantenimiento, vibración y ruido del motor.
■■ El arranque suave elimina los cambios abruptos de presión: funcionamiento uniforme, menos desgaste mecánico.
■■ Habilidad de controlar múltiples bombas con solo un variador
Bombas de lodos■■ With VFDs slurry pumps are operated
at the most efficient rate, reducing energy and maintenance costs considerably
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Vista general del proceso de cemento
Molinos – Molienda
Equipo para reducir el tamaño del mineral a un polvo. Los tipos incluyen: molino de bolas, molino de barras, molino autógeno (AG), molino semiautógeno (SAG), molino de grava, rodillos de molienda, etc.
Beneficios:■■ Optimización de Producción – fácil adaptación/reacción a los
cambios del proceso (características del mineral y rendimiento)■■ Distribución coordinada y precisa de reparto de carga,
capacidad de control maestro/seguidor(es)■■ Rampa de Aceleración uniforme – Menos esfuerzo en los
trenes mecánico y eléctrico, baja corriente de arranque con alto par de arranque (incluso con el molino totalmente cargado)
■■ Ahorros de energía – grandes motores posibilitan grandes ahorros, factor de potencia optimizada
■■ Reducción de los requisitos de mantenimiento – menos esfuerzo mecánico, posibilidad de velocidad ultralenta (giro lento, posicionamiento)
■■ Incremento de salida y rendimiento del molino SAG – optimización del control del proceso y tiempo de vida más largo del equipo (más flexibilidad)
■■ Mejor calidad del producto – molinos verticales (usualmente en la industria del cemento)
■■ Alto Par de arranque a bajas velocidades – posibilidad de posicionamiento (mantenimiento, adición de bolas, etc.)
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Vista general del proceso de cemento
feed material
fine product
Coarse product
Clasificador – Separador
Un aparato que separa mezclas de partículas minerales en fracciones de acuerdo al tamaño, la forma o la densidad. De acuerdo al medio en el que ocurre la separación de materiales, los clasificadores se dividen en hidráulicos y neumáticos. De acuerdo a la fuerza que utilizan, existen clasificadores por gravedad, clasificadores centrífugos y separadores de tensión alta.
Beneficios:■■ Mejorar la eficiencia en la separación
■■ Reducción significativa del consumo energético
■■ Ajustes prácticos y rangos extensos, mejor calidad y precisión
■■ Reducción de los requisitos de mantenimiento
■■ Posibilidad de incrementar la producción operando a altas velocidades (por encima de los valores nominales)
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Vista general del proceso de cemento
Camiones y cargadoras
La cargadora es una máquina que se utiliza para cargar rocas y minerales útiles sobre unidades de transporte de materiales, los camiones transportan rocas y minerales útiles al chancador/quebradora.
Beneficios:■■ Reducción del consumo de combustible y mayor
eficiencia de producción■■ Velocidad de transmisión más rápida■■ Necesidad minimizada de mantenimiento■■ Reducción de ruido y emisiones■■ Maniobrabilidad mejorada – Operación en reversa■■ Alimentación por generador de diesel
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Vista general del proceso de cemento
Secador giratorio – Horno de calcinación
Un horno o estructura caliente cilíndrica ligeramente inclinada de forma horizontal y que gira sobre rodamientos adecuados. La humedad se elimina (seca) al elevar gases calientes.
Beneficios:■■ Optimización y fácil adaptación/reacción a la calidad/
el volumen de sedimentos o lodos
■■ Reducción de energía y costos de mantenimiento
■■ Reducción del estrés mecánico – Menos perturbaciones y prolongación de tiempo de vida
■■ Mejor eficiencia de operación/ control
■■ Operación uniforme – mejor consumo de combustible
■■ Posibilidad de reparto de carga – reparto de par vía maestro/seguidor
■■ Alto Par de arranque a bajas velocidades
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Vista general del proceso de cemento
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Publicación MIN-AT001A-ES-E Marzo 2016. Copyright © 2016 Rockwell Automation, Inc. Todos los derechos reservados.