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Aplicaciones de Velocidad VariableProcesos 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.

Variable Speed Applications | 2

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


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


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



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


■■ 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



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



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.)



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



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



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



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




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



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



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



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



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



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



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.



■■ 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



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


■■ Control de avance/retroceso


■■ Mejor eficiencia general



1

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11 1213

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

14


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



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.



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


■■ 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



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.)



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)



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



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.




■■ 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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Publicación MIN-AT001A-ES-E Marzo 2016. Copyright © 2016 Rockwell Automation, Inc. Todos los derechos reservados.

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