No hay una revelación sorprendente sobre el hecho de que la industria minera en general se está moviendo hacia el uso de equipos más grandes para procesar minerales en cantidades mucho mayores de lo que se consideró hace una década. Camiones y palas han liderado el camino en máquinas extra grandes y muchos otros fabricantes han seguido el ejemplo en el desarrollo de los denominados «supers» en su línea de equipamiento.
Para mantener el ritmo de la industria, los fabricantes de trituradoras también han ampliado el tamaño de sus equipos. Ahora hay en el mercado, una trituradora giratoria capaz de aceptar una pieza de mineral de 72″ de diámetro. Las trituradoras de mandíbula primarias también han aumentado de tamaño. Por lo tanto, es inevitable que también se requieran trituradoras de cono secundarias más grandes para complementar el otro equipo utilizado para procesar estas grandes cantidades de mineral. Esta trituradora de cono secundario de gran tamaño es la Trituradora de Cono SYMONS de 10 Pies.
Hasta 1973, la trituradora de cono más grande construida fue de la Trituradora de Trabajo Extra Pesado de 7 pies., que actualmente se utiliza en la mayoría de las operaciones mineras en todo el mundo. La trituradora de 10 pies, cuando se le compara con la Trituradora de Trabajo Extra Pesado de 7 pies, esta es aproximadamente 1½ veces más grande en dimensiones físicas; tres veces más pesada; aceptará un tamaño de alimentación máximo que es aproximadamente el doble de grande; y chancará a aproximadamente 2¼ veces la velocidad de la máquina de 7 pies, con los mismos ajustes de modo cerrado. Será la trituradora de cono más grande construida en el mundo.
Los estudios preliminares de diseño para la trituradora cónica de 10 pies se hicieron a principios de la década de 1950. En ese momento, se realizaron investigaciones de ingeniería para determinar lo siguiente:
- The general, physical shape of the machine;
- The capability of our shop to machine and assemble this size crusher;
- The theoretical capacity of the machine in tons per hour at various closed side settings; and
- An approximate cost to manufacture the machine.
The conclusions of this investigation were all positive – the crusher could be built and at a cost that would be in line with its size and capacity and also with other size crushers. After that preliminary study, the project became dormant for several years.
- La forma física general de la máquina;
- La capacidad de nuestro taller para emplazar y ensamblar una trituradora de este tamaño;
- La capacidad teórica de la máquina en toneladas por hora a varias aberturas con los ajustes de modo cerrado CSS; y
- Un costo aproximado para fabricar la máquina.
Las conclusiones de esta investigación fueron todas positivas: la trituradora podría construirse y a un costo acorde con su tamaño y capacidad, y también con trituradoras de otros tamaños. Después de ese estudio preliminar, el proyecto quedó inactivo durante varios años.
El proyecto fue reactivado y esta vez se hicieron planos generales de montaje que incorporaron muchas mejoras en la trituradora como cilindros neumáticos en lugar de los resortes convencionales para la liberación del inchancable de hierro, un marco principal de dos piezas, un diseño dinámicamente equilibrado de las partes móviles internas de la trituradora, y un mecanismo automático de limpieza y ajuste para la trituradora. En esta etapa de desarrollo, sentimos que estábamos listos para construir una trituradora de 10 pies para cualquier mina que estuviera dispuesta a probar una. Desafortunadamente, la postura conservadora de la industria minera no coincidió exactamente con nuestros planes de ventas. Esto, sumado a la popularidad del concepto autógeno de la molienda en ese momento, condujo a otra pausa en el programa de desarrollo de los 10 pies.
El proyecto fue reactivado nuevamente en 1970, esta vez principalmente a pedido de una de las grandes compañías mineras de Minnesota Iron Range. Luego realizamos un estudio exhaustivo de investigación de mercado para determinar si existía la necesidad de este tamaño de trituradora en la industria minera en general, y no solo en la industria del mineral de hierro. Hablamos no solo con la gente del mineral de hierro sino también con la gente del cobre y las personas conectadas con los otros minerales metálicos. La aceptabilidad de esta gran trituradora también se discutió con la industria de los agregados. Después de entrevistas con muchas de las principales compañías mineras, se tomó la decisión de completar toda la fase de ingeniería del programa de desarrollo y de solicitar activamente un cliente para esta nueva trituradora. Gastamos aproximadamente $ 85,000 en trabajo de ingeniería y pruebas sobre la apuesta de que podríamos encontrar un cliente. Hablo de una apuesta porque durante nuestro estudio de investigación de mercado continuamente nos dijeron que «mi compañía estaría muy interesada en comprar una trituradora de 10 pies, pero solo después de haber visto una en operación».
La verdadera construcción y prueba del primer prototipo sin un compromiso firme para una venta era una imposibilidad económica. Ahora estábamos en el punto en el que necesitábamos vender al menos una unidad para demostrar no solo la fiabilidad mecánica de la máquina, sino también la justificación económica de su compra. Huelga decir que, cuando se recibió el pedido de dos trituradoras de cono SYMONS de 10 pies, sentimos que estábamos en el camino hacia la finalización del programa de desarrollo.
Chancadora Conica Symons
Quizás en este punto podría ser apropiado examinar la propia trituradora. Se mantendrá 15′-6″ por encima de su base, la altura total será de 19′-4-¼». En su diámetro más grande, en el área del anillo de ajuste, este será aproximadamente de 17′-6″. Pesará aproximadamente 550,000 lbs. En condiciones normales de trituración, la trituradora se conectará a un motor de 700 HP. Se requiere una grua puente de 50 ton. para realizar el mantenimiento de rutina en esta trituradora.
El conjunto del eje principal pesará aproximadamente 92,000 lbs. y el conjunto del tazón aproximadamente 95,000 lbs. El revestimiento del manto y el tazón, de fundición de acero al manganeso, pesará aproximadamente 13,000 lbs. y 25,000 lbs. respectivamente.
La capacidad de producción del Estándar será de aproximadamente 1300 TPH en un ajuste del modo cerrado de 1″ y 3000 TPH en un ajuste del modo cerrado de 2½». La capacidad de producción de la CABEZA CORTA será de aproximadamente 800 TPH con un ajuste del modo cerrado de ¼» y 1450 TPH con un ajuste del modo cerrado de 9/16″.
Las personas familiarizadas con el diseño de una trituradora cónica convencional SYMONS de 7 pies reconocerán que el diseño de la de 10 pies es bastante similar a aquella. De hecho, nos gusta decir que el diseño de la de 10 pies es evolucionario en lugar de ser revolucionario, porque se conservaron todas las características confiables de la trituradora de cono SYMONS y los únicos cambios que se hicieron fueron los que se agregaron a la conveniencia del operador, como la compensación automática y el ajuste automático. Desde un punto de vista mecánico, las tensiones generadas debido a las cargas de chancado son menores en la trituradora de 10 pies que en las de Cono de Trabajo extra Pesado existentes de 7 pies.
PORQUE INSTALAR UNA TRITURADORA CONICA
Uno de nuestros ingenieros senior que hace tiempo se retiró me dijo que tuvo la ocasión hace muchos años de hacer una presentación de una trituradora de diseño nuevo a un posible cliente. Preparó cuidadosamente una descripción bastante detallada de la trituradora que incluía todas las características que tenía su nueva máquina en comparación con la máquina existente del cliente. La presentación en sí tomó alrededor de una hora y después de ese período, el cliente se reclinó en su silla y dijo: «Eso está muy bien, ¿pero triturará rocas?» En efecto, el cliente estaba diciendo que todas las características del mundo no le servían si la trituradora no cumplía con su función básica de triturar rocas y, finalmente, obtener ganancias para el propietario. Utilizando la terminología financiera de hoy, le estaba pidiendo al ingeniero que justifique económicamente la compra de la trituradora.
La jornada laboral del gerente o ingeniero de proyectos contemporáneo evoluciona en torno a tomar decisiones para justificar económicamente una pieza de equipo o una nueva operación. En nuestro programa de desarrollo de la trituradora de cono de 10 pies, consideramos que la justificación económica, desde el punto de vista del cliente, era tan importante a desarrollar como los aspectos de ingeniería del programa. Así que desarrollamos un programa de tres partes para examinar la economía de la instalación de una trituradora de 10 pies. Primero hablamos de amplias generalidades sobre el uso de una trituradora de 10 pies. En segundo lugar, discutimos las ramificaciones del uso de una trituradora de10 pies versus trituradoras de 7 pies en una planta completamente nueva que se considera para el futuro. En tercer lugar, examinamos cómo una trituradora de 10 pies podría usarse de la mejor manera posible en una planta que se está expandiendo.
La primera consideración fueron las generalidades económicas de la instalación de la trituradora, o más específicamente, qué preguntas con respecto a la instalación son pertinentes para cada planta de trituración. Por lo general, la comparación inicial que se realiza entre una trituradora de 7 pies y una trituradora de 10 pies es la de precio versus capacidad. Teóricamente, la capacidad de una trituradora de 10 pies es 2¼ veces mayor que la de 7 pies mientras que el precio de venta es aproximadamente 3 veces mayor que el de 7 pies. Solamente sobre esa base, parecería que la de 10 pies no puede ser justificada. Sin embargo, esta es una imagen incompleta. Las estimaciones de costos recientes muestran que se realizan ahorros considerables cuando se considera toda la estructura física de la planta. Debido a que se requieren menos máquinas para triturar una cantidad equivalente de mineral, se puede reducir el tamaño de los edificios, disminuyendo así la inversión de capital de edificios y equipos afines utilizados como auxiliares para la trituradora.
Los requisitos totales de mano de obra para operar y mantener la planta es otra de las generalidades que se consideraron. Menos trituradoras normalmente requieren menos personal para operar y realizar el mantenimiento. Los requerimientos de mano de obra obviamente juegan un papel importante en la rentabilidad de una planta. Por lo tanto, se deduce que usar una de 10 pies en lugar de múltiples unidades de 7 pies, debería ser más rentable desde el punto de vista de la mano de obra. Sin embargo, deberíamos aclarar un punto con respecto al mantenimiento normal de la trituradora de 10 pies, lo que comúnmente es malentendido; a saber, el cambio periódico de revestimientos de manganeso en la trituradora. El período de tiempo normal entre los cambios del revestimiento de manganeso no sería significativamente diferente entre las de 7 pies y la de 10 pies porque la tasa de desgaste, es decir, las libras de revestimiento desgastadas por tonelada de mineral triturado, seguirá siendo la misma. En consecuencia, si un conjunto de revestimientos en una trituradora de 7 pies, duró seis semanas, en una trituradora de 10 pies de la misma operación también duraría aproximadamente seis semanas. Sin embargo, dado que la cantidad total de mineral triturado será mayor, los costos de mantenimiento por cambio de revestimiento serán menores en la trituradora de 10 pies.
Otro punto a considerar es que la trituradora de cono de 10 pies es una trituradora secundaria y normalmente se alimentaría con el producto de una trituradora giratoria. Desde que la de 10 pies puede aceptar una alimentación de tamaño más grande que la trituradora de 7 pies, es posible aumentar la configuración del modo abierto de una trituradora giratoria, lo que permite que pase un mayor volumen de alimento a través de la trituradora. Debido a esto, es razonable que se pueda usar una trituradora primaria más pequeña para obtener una cantidad dada de mineral.
Un buen vendedor podría exponer una multitud de ideas para usar trituradoras de 10 pies en lugar de las trituradoras de 7 pies en una nueva planta, pero en el análisis final, el factor decisivo en cuanto a si se deben utilizar trituradoras de10 pies será la capacidad total anticipada de la planta. Varios estudios han indicado que, como regla general, el punto de equilibrio para usar trituradoras de 10 pies en lugar de trituradoras de 7 pies es una planta que tendrá una capacidad global de tratamiento de mineral de aproximadamente 40,000 TPD o aproximadamente 8,000,000 TPY. Cualquier cantidad inferior a esa cifra debe indicar el uso de trituradoras convencionales de 7 pies. Obviamente, una pequeña planta de trituración de cuatro etapas en la que la trituradora de la tercera etapa era una Estandar de 7 pies y la cuarta etapa consistía en dos trituradores de cono de CABEZA CORTA de 7 pies, no mejorarían económicamente con el uso de una trituradora de cono estándar de 10 pies y una trituradora de cono de CABEZA CORTA de 10 pies en lugar de trituradoras de 7 pies.
Se realizó un estudio que consideraba una planta que se construiría utilizando tres enfoques diferentes de una operación convencional de molienda y trituración. La planta que se estaba considerando sería una de chancado de taconita similar a la que se encuentra en la de Iron Range. El producto final de la trituración era la alimentación de un molino de barras de 5/8″ y, en este ejemplo, la capacidad de la planta debía ser de aproximadamente 13.5 millones de TPA (tons por año) de mineral procesado para eventualmente producir aproximadamente 4¼ millones de TPA de pellets de mineral de hierro. El estudio escogió arbitrariamente un período de operación de cuatro años para incluir los costos de operación y también porque un período de cuatro años es la base de comparación habitual para calcular el retorno de la inversión. En este ejemplo, la trituradora primaria y la planta de trituración fina operarían catorce turnos por semana.
En nuestro análisis económico para el programa de desarrollo de trituradoras de 10 pies, también estudiamos cómo esta trituradora se podría utilizar para aprovechar al máximo la planificación de la expansión de una planta existente. Antes de ahondar en los dólares y centavos reales de diferentes variaciones en los planes de expansión, se deben responder varias preguntas preliminares afirmativamente:
- ¿Hay espacio físico disponible para la adición de trituradoras de 10 pies?
- ¿Se pueden modificar las fundaciones existentes o hay espacio para nuevas fundaciones?
- ¿La capacidad de la grúa está disponible? Se requiere una grúa de 50 toneladas para el mantenimiento normal de esta máquina.
- ¿Es adecuada la capacidad de la faja transportadora existente o puede modificarse para aceptar las cargas adicionales?
- ¿La capacidad de la zaranda es adecuada? Una trituradora estándar de 10 pies normalmente requerirá al menos dos zarandas de 8 x 20 y una trituradora de CABEZA CORTA por lo menos una zaranda de 8 x 20 para brindarle un servicio adecuado.
Después de que se hayan respondido estas preguntas y se hayan examinado los costos involucrados en estas alteraciones, se puede hacer una comparación entre el uso de trituradoras de 10 pies y de 7 pies.
Como cada planta es única, los méritos relativos de la trituradora de 10 pies deben examinarse sobre la base de una planta individual. Nuevamente, como regla general, se ha encontrado que se puede lograr el mayor beneficio en aquellas plantas que actualmente contienen una planta de trituración de cuatro etapas en la que las dos primeras etapas de trituración son trituradoras giratorias. Los estudios han demostrado que la conversión de la segunda etapa trituradora giratoria a una trituradora estándar de10 pies muestra el mayor potencial porque los principales equipos auxiliares requeridos para la trituradora, como la grúa, las fajas transportadoras, etc., ya son lo suficientemente grandes como para acomodar el incremento de capacidad de la de 10 pies.
Como una posible solución, sugerimos que las dos trituradoras giratorias secundarias de 30 x 70 sean reemplazadas por dos cónicas estándar de 10 pies. Estas trituradoras podrían enviar aproximadamente 3600 TPH de material con tamaño menor a 3″ a la planta de trituración fina. Los dos trituradores estándares existentes de 7 pies se pueden convertir fácilmente en trituradores de CABEZA CORTA y agregarse dos nuevas trituradoras de CABEZA CORTA a las fundaciones vacantes existentes.
En resumen, consideramos que la trituradora de cono Symons tiene un lugar muy definido en el futuro de la industria minera y tenemos la intención de avanzar constantemente en su progreso. Sin embargo, hemos aprendido algunas lecciones en el camino.
Inicialmente, el desarrollo de estas máquinas de «súper” tamaño es una propuesta extremadamente costosa. Sabemos que si nuestra compañía, por sí sola, intentara diseñar, fabricar, erigir y probar completamente una máquina de este tamaño, gravaría severamente nuestros recursos financieros.
Descubrimos que también es extremadamente difícil vender la unidad prototipo. La industria minera es una industria conservadora y generalmente comprará algo solo cuando alguien más lo haya probado.
Descubrimos que el equipo de «súper» tamaño también presenta algunos problemas para nuestras instalaciones de fabricación. La fabricación de una de estas unidades pone un gran hueco en el programa de producción de muchas de las unidades convencionales más pequeñas. En nuestro entusiasmo por construir una máquina más grande y nueva, nos recordamos continuamente que las unidades convencionales más pequeñas siguen siendo nuestras unidades de «pan y mantequilla».
En el lado positivo, encontramos que nuestra reputación como fabricante de trituradoras se mejoró debido a lo que nuestros clientes denominan «pensamiento progresivo». Escuchamos las sugerencias de la industria minera al tratar de darles lo que quieren.
Quizás me permita cerrar con un poco de filosofía desde el punto de vista de un fabricante. La trituradora de 10 pies está aquí – lista para entrar en funcionamiento. ¿A dónde vamos desde aquí? ¿A una trituradora de cono 15 pies? ¿A una trituradora de cono de 20 pies? ¿Quién sabe? Sabemos que hemos alcanzado el límite financiero de un programa de desarrollo para una máquina de este tamaño. También sabemos que a medida que el tamaño de una máquina se hace más grande, los riesgos de desarrollo y fabricación aumentan junto con ella y se debe minimizar cualquier margen de error permitido. Nosotros, como usted, estamos en el negocio para obtener ganancias. Dado que las trituradoras más grandes normalmente significan un menor número de trituradoras, debemos examinar la imagen de ganancias a partir de los aspectos de la venta. Creo que también hablo en nombre de otros fabricantes cuando digo que el «mayor tamaño» de las máquinas también refleja el «mayor tamaño» en los costos de desarrollo. Si la industria minera quiere aún equipos más grandes en el futuro, la industria debería prepararse para contribuir al programa de desarrollo de esas máquinas.
TRITURADORA CONICA HYDROCONE
Una Trituradora Hidráulica de Cono multi-cilindros, la Trituradora de Cono Hydrocone se puede utilizar en la segunda o tercera etapa de trituración simplemente cambiando los revestimientos y adaptadores. Puede producir toda la gama de productos que puede producir la combinación de un triturador estándar y uno de Cabeza corta de tamaño comparable. Hace que la máquina sea mucho más versátil. Permite una mayor estandarización. El valor de esta característica es uno en el que se minimiza la inversión en piezas de repuesto en la forma de ensambles de mayor dimensión.
La Trituradora de Cono Hydrocone usa cilindros hidráulicos de sujeción para sostener el tazón de manera segura en las roscas. Estos cilindros están ubicados en los bolsillos entre un anillo de sujeción y el anillo de ajuste.
Las Trituradoras de Cono Hydrocone están equipadas con un control hidráulico táctil que ajusta la configuración de la trituradora para un rendimiento óptimo, mientras la trituradora está funcionando bajo carga.
Todos los controles del operador están convenientemente montados en una consola de control remoto para eliminar la necesidad de que un operador se acerque a la trituradora durante la operación. Durante un período de años, hemos desarrollado un conocimiento de ingeniería único sobre los efectos de los parámetros de diseño de la trituradora de cono, como la velocidad, el empuje y el diseño de la cavidad en la productividad de la trituradora.
Liberación Hidráulica del Inchancable
Cada trituradora de cono Hydrocone cuenta con cilindros hidráulicos de doble función que proporcionan protección contra sobrecargas y una manera segura y rápida de despejar una cavidad atascada. Si la trituradora se obstruye, el operador simplemente empuja las palancas de la consola de control remoto para despejar la cavidad.
TRITURADORA DE CONO MONO CYLINDRO HYDRAULICO
La Trituradora de Cono Hidráulico utiliza cilindros hidráulicos para la liberación del inchancable y acumuladores para sostener el anillo de ajuste contra el asiento del bastidor principal. Solo hay una superficie angular entre el marco principal y el anillo de ajuste que también tiene un punto de contacto radial en el área más inferior. Cuando una pieza de inchancable pasa por la trituradora, el aceite se introduce en los acumuladores, lo que permite que el anillo de ajuste se eleve y pase el inchancable.
Los cilindros de liberación del inchancable juntamente con los acumuladores devuelven la trituradora a su configuración original después de que el inchancable haya pasado.
Los cilindros de liberación del inchancable están asegurados al anillo de ajuste y la parte inferior del bastidor principal por medio de abrazaderas. Esto permite que las fuerzas de trituración se transfieran directamente desde las ubicaciones de los brazos del bastidor al anillo de ajuste. Esto alivia la carcasa principal del bastidor y la brida superior de soportar cargas pesadas.
Las clavijas del marco principal también se proporcionan en la Trituradora de Cono Hidráulico para evitar que el anillo de ajuste gire.
La Trituradora de Cono Hidráulico está equipada con evacuación hidráulica. Los cilindros de liberación de inchancables que mantienen el anillo de ajuste en su lugar son cilindros de doble acción. Estos cilindros pueden presurizarse en la dirección opuesta, después de que se haya liberado la presión de sujeción, para elevar el anillo de ajuste y el conjunto del tazón y así despejar el objeto; solo aumenta el peso del anillo de ajuste, el anillo de la abrazadera y el conjunto del tazón, más cualquier material residual en la tolva del tazón.
La distancia a través de la cual se puede elevar el anillo de ajuste es más que la adecuada para despejar una trituradora que se ha atascado.
