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Soluciones de accionamientospara sistemas de moliendaErnesto Chávez

2013-10-07

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El área de Siemens Minerals provee a los procesos de la industria minera y cementera soluciones con grandes accionamientos

Excavación Transporte Beneficiación

Molienda

Preparación de materiales

Clinker/Remolienda, flotación Transporte final

Soluciones de accionamientos

para molinos

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Molienda

Objetivo principal:

Reducción de tamaño del mineral

Objetivo compartido en el Chancado

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Molienda

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Molienda

Molinos de Bolas Molino Pebble

Molino de Barras

Molino de Compartimiento Múltiple

Rebalse Descarga por parrilla

Rebalse

MolinosAutógenos y

Semiautógenos

Descarga por parrillaDescarga por parrilla

Descarga por parrilla Descarga por parrilla

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Molienda

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Molienda

MOLIENDA AUTÓGENA (MOLINO AG)

1era etapa de molienda, muele mineral de la mina (200-400 mm) omineral chancado (150-250 mm).

El medio de molienda consiste en rocas sacadas desde el propiomineral

La alimentación debe contener una cantidad suficiente de piedrasgruesas como elemento de molienda.

Cumple la función de chancado y molienda. Sustituye el chancado finoy la molienda de molino de barras.

Usa más energía (kWh/ton) comparado con la molienda del molino debarra. Resultado de una alimentación más gruesa y un producto másfino en el molino AG

Descarga por Parrilla

Descarga por

Parrilla

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Molienda

MOLIENDA SEMI AUTÓGENA (MOLINO SAG)

1er paso de molienda, muele mineral de la mina (200-400 mm) omineral chancado (150-250 mm).

El medio de molienda consiste en rocas (igual que para la moliendaAG) y una carga de bolas de 4 a 12 %.

Las bolas son agregadas para evitar tamaño crítico de material y paramejorar la capacidad de trituración. El tamaño más común de bolas vadesde ø 100 a 125 mm.

Mayor capacidad que la molienda de molino AG.

Mayor desgaste de revestimiento y menor disponibilidad que lamolienda del molino AG.

Demanda menos espacio que la molienda de molino AG.

Descarga por Parrilla

Descarga por

Parrilla

Descarga por parrilla

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Molienda


Rebalse

MOLIENDA DE MOLINO DE BOLAS

Molino Primario de Bolas = 1er paso de molienda– Muele material chancado – Usado en cemento y aplicaciones mineras

Molino Secundario de Bolas = 2do paso de molienda– Muele el producto de los molinos AG, SAG, Molino Primario de Bolas y

Molinos de Barra

Molino de Bolas de Remolienda = 2do/3er paso de molienda, o remolienda de minerales concentrados

Tipo de Descarga: por parrilla o rebalse– Por rebalse: Tipo más común de molino de bolas.

Opera húmedoEntrega una molienda más fina

– Por parrilla: Opera húmedo o secoOtorga mayor gradiente, flujo más rápido, y menos finopueden mantener un mayor nivel de carga de bolas, consume cerca de un 15% más de energía que el molino de bolas de rebalse de igual tamaño, con la correspondiente mayor capacidad.

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Molienda

MOLIENDA DE MOLINO DE BARRAS

1er paso de molienda

Muele mineral chancado, máximo 30 mm.

Medio de Molienda: Barras de ø 50-100 mm.

Molienda gruesa, se requiere controlar tanto el máximo tamaño como el fino.

Muele con mayor eficiencia las partículas más grandes; el tamaño del producto es relativamente más homogéneo.

Velocidad: 60 - 70% de velocidad crítica

Tiene varios tipos de descarga– Rebalse; es el tipo más común, molienda húmeda– Descarga periférica final; molienda seca, se obtiene un

producto relativamente fino– Descarga periférica central; opera seco, tiene un gradiente

alto, fluido rápido, menor fineza.

Rebalse

Descarga periférica final

Descarga periférica central

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Molienda


MOLIENDA DE MOLINO DE PEBBLES (PIEDRAS)

Molienda Secundaria

Muele el producto desde la molienda primaria, la cual normalmente es molienda de Molinos de Barras, Bolas, AG o SAG

Medio de molienda (Pebbles) consiste en piedras clasificadas del propio mineral, pebbles sintéticos o Al2O3 fabricados de 50 - 90 mm. de tamaño, a veces más grandes.

Parrilla de descarga

Menor carga y densidad de pulpa que la molienda del Molinos de Bolas

Los Molinos de Pebbles son más grandes que los Molinos de Bolas funcionando a igual consumo de HP

El consumo de pebble es normalmente entre 5 - 20 % de la cantidad de mineral

Velocidad: 75 - 85% de la velocidad crítica

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Molienda

MOLIENDA DE MOLINOS DE COMPARTIMIENTO MÚLTIPLE

Molino Primario de Bolas = 1er paso de molienda– Muele material chancado– Usado en cemento y aplicaciones de cerámica

Usado para producir una molienda de alta fineza

El molino está dividido en dos o más compartimientos:– Para controlar la ubicación del medio de molienda de tamaño especial– Para alcanzar la mayor eficiencia de molienda del tamaño del material

completando cada compartimiento

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Molienda

MOLIENDA DE MOLINO VERTICAL

Secundario / Remolienda

Ideal para molienda fina húmeda, paraproducto de 10 - 15 micron

Tamaño máximo de alimentación 6mm, ytamaño máximo de bolas 30 mm

Comparado con el molino de cascada, elmolino vertical se caracteriza por su altaeficiencia, menor sobremolienda, menor ruido,pocas partes móviles, mayor disponibilidad,menores costos de instalación y mayorseguridad operacional.

Alimentación Agua

Producto

Clasificador integralPartículas finas

salientes

Particulas gruesas salientes

Medio de molienda

Pieza de desgaste tornillo Bomba

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Molienda

COMPONENTES DE REVESTIMIENTO - DEFINICIÓN

Descargador Parrilla Lifter Anillo soporte Anillo periférico

Coraza de cilindro Coraza de tapa Tapa de registro Boquilla Cono central

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Molienda

DISEÑO TÍPICO DE REVESTIMIENTO DE CILINDRO MOLINOS AUTÓGENOS Y SEMIAUTÓGENOS

Poly-Met Poly-Met Revestimiento de Goma Revestimiento de Goma

Configuración igual altura Configuración alto-bajo Configuración igual altura Configuración alto-bajo

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Molienda

DISEÑO TÍPICO DE REVESTIMIENTO DE CILINDROMOLINO PRIMARIO DE BOLAS

Revestimiento Poly-Met Revestimiento de Goma

Revestimiento Poly-Met Revestimiento de Goma

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Requerimientos de proceso para molinos

Características de torque en molino de bolas:

Torque: constante

Torque de arranque: normalmente hasta 150%(torque requerido de arranque para levantar la carga de mineral mas bolas)

Casi el 60% de la energía eléctrica consumida por la concentradora es usado por los accionamientos para los molinos.

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Molienda

COSTO TÍPICO DE MOLIENDAMOLINOS AG

Medio de molienda (bolas)0%

Energía 63%

Revestimiento37%

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Molienda

COSTO TÍPICO DE MOLIENDAMOLINOS SAG


Energía 58%

Revestimiento21%

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Molienda

COSTO TÍPICO DE MOLIENDAMOLINO PRIMARIO DE BOLAS


Energía 50%

Revestimiento13%

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Molienda

COSTO TÍPICO DE MOLIENDAMOLINO SECUNDARIO DE BOLAS

Energía 49%

Revestimiento6%


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Molienda

COSTO TÍPICO DE MOLIENDAMOLINO SECUNDARIO DE PEBBLES

Revestimiento40%


Energía 60%

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Piñón-Corona con reductor

mas Motor y accionamiento

auxiliar

Accionamiento compactodirecto a la corona

Accionamiento central

Gearless Drive

(Accionamiento sin engranajes)

Sistemas de accionamientos para molinos

Piñón-Corona con motor

síncrono o asíncrono mas

variador

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Diferentes accionamientos para molinos

Brake

Tube Mill

Airclutch

High PoleSynch.Motor

Aux.Gear Box

AdditionalHigh Torque

AuxilliaryGearbox

Tube Mill

Coupling

Gear Box

Coupling

Asynch.SL-Motor

StartingResistor

Aux.GearBox

Tube Mill

Coupling

Low PoleSynch./

SC-Motor

Converter

Tube Mill

Coupling

Gear Box

Coupling

SCMotor

Converter

Brake Brake

SER*

Pinion/

Girth Gear

Pinion/

Girth Gear

* SER = Slip Energy Recovery

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Highest availability Highest flexibility at low budget Highest flexibility and availability

Frozen Charge Detection possible Frozen Charge Detection incl. Frozen Charge Detection incl.

Soluciones Siemens para accionamientos mecánicos / eléctricos para molinos

Tube Mill

Coupling

Gear Box

Coupling

SCMotor

Tube Mill

CouplingBrake Brake

Pinion/

Girth GearPinion/

Girth Gear

ConverterIGBT

ConverterIGCT

Low Pole(6, 8,12-pol) Synch./SC

Motor

SER

Brake

Tube Mill

Coupling

Gear Box

Coupling

Asynch.SL-Motor

StartingResistor

Aux.GearBox

* SER = Slip Energy Recovery

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SIMINE Mill Gearless Drive

El SIMINECIS MILL GD elimina todas las partes mecánicas entre motor y molino.

El estator del SIMINECIS MILL GD abarca el molino (Wrap-around).

El rotor consta de segmentos de cuatro polos instalados en una brida del molino.

El SIMINECIS MILL GD es un accionamiento de velocidad variable.

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El SIMINECIS MILL GD tiene la más alta eficiencia y la más alta confiabilidad de todos los accionamientos de velocidad variable.

No hay mas paradas por mantención mecánica.

Ahorros de energía,La alta eficiencia del SIMINECIS Gearless Drive permite ahorrar energía.

Reducción del tiempo de paradas de molino SIMINECIS MILL GD provee un fácil manejo, rápido movimiento y precisa ubicación del molino en cambio de revestimientos.

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El SIMINECIS MILL Gearless Drive permite instalación en la intemperie.

Motor diseñado para resistir las fuerzas de cortocircuito y amortiguar esfuerzos de cortocircuito a la fundación.

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Scope Gearless Mill Drive

E-House

Run through

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SIMINE Mill Gearless DriveDiagrama eléctrico Transformadores

Control de lazo cerrado

Control de velocidad A – Valores nominales

B – Vector del flujo

Control de corriente

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SIMINE Mill Gearless DriveTransformadores

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SIMINE Mill Gearless DriveDiagrama eléctrico Cicloconvertidor





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SIMINE Mill Gearless DriveCicloconvertidor

Ejecución cicloconvertidor

sin fusibles

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SIMINE Mill Gearless DriveCicloconvertidor

versión básica cicloconversor(6-pulsos).

Tres puentes tiristores antiparalelo.

Cada puente alimenta una de las fases del motor.

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SIMINE Mill Gearless DriveEnfriamiento cicloconvertidor

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SIMINE Mill Gearless DriveCaracterística Torque - Potencia

VelocidadNominal

Velocidad

TorqueNominal

PotenciaNominal

TensiónNominal

Torque

Torque = x Potenc 1Veloc 2

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SIMINE Mill Gearless DriveCasa Eléctrica Prefabricada

Equipamiento EléctricoTotalmente instalado y Pre-Comisionado en Sala Eléctrica

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SIMINE Mill Gearless DriveConfiguración Casa Eléctrica

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SIMINE Mill Gearless DriveCasa Eléctrica

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SIMINE Mill Gearless DriveMotor





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Motor Sincrónico tipo polos salientes

Rotor montado directamente en flange del Molino.

Estator construido en torno al molino.

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Fabricación

Estator

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Los bobinados son fabricados en el Dynamowerk, que es la fábrica de grandes motores Siemens ubicada en Berlín.

Siemens desarrolló la Vacuum Pressure Impregnation(VPI)en los años 60, estandoregistrada bajo la marca MICALASTIC®.

Siemens no usa barras, sino bobinas multivueltas.

Una protección aislantese aplica a todo el bobinado, en las áreas de las ranuras.

SIMINE Mill Gearless DriveMotor: Aislación VPI del Bobinado del Estator

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La aislación está hecha de cintas con mica y fibra de vidrio integrada y un film de soporte.

Máquinas totalmente automáticas dan la formaal bobinado de cobre yenrollan las cintas alrededor del mismo conalta precisión.


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Los bobinados encintados son impregnados con resina epóxica en una cámara donde se aplica vacío, presión y calor.

En la cámara, los bobinados encintados son instalados en grupos,se aplica vacío cuando la cámara está llena de resina epóxica y a continuación se aplica presión.


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Las propiedades finales de la aislación se alcanzan durante el posterior proceso de curado.

El proceso de curadoconsiste en unareducción gradualy definida detemperatura enun horno separado.


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Ventilador

Intercambiador de calor aire-agua

Sobrepresión

Sello entre estator y rotor

Sobrepresión

Lado succión

Filtro fuga de aire


Sistema Enfriamiento

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Sistema

Enfriamiento

Ventiladores

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Sistema Enfriamiento Intercambiadores

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Mill Shell

ROTOR

STATOR

Sistema Sello

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Sistema Sello

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Tacómetro

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Montaje Segmentos inferiores del Estator

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Montaje Segmentos Superiores del Estator

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Montaje

Segmento Rotor

(4 polos)

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90°Angle of Mill

Torq

ue d

e la

car

ga

Carga Congelada

Partida Normal

SIMINE Mill Gearless DriveProtección de Carga Congelada

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Muchas veces frente a una carga congelada no es suficiente solo proteger el molino mediante su desconexión El material permanece compactado y adherido al cuerpo del molino.

El Frozen Charge Shaker™ suelta la carga congelada y remueve el material desde el cuerpo del molino

Se evitan daños al molino y el tiempo de detención para remover la carga congelada es reducido a un mínimo

La Frozen Charge Shaker™ aumenta la productividadde su planta concentradora

SIMINE Mill Gearless Drive Frozen Charge Shaker ™ (2004)

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SIMINE Mill Gearless DriveSistema de Control

Trip

Ángulo de prueba

a

a = Rango ajustable del ángulo de prueba


SINAMICS

Torquede carga

Ángulodel Molino

Registrodel valormáximo

Torquede carga

Valormáximo

ValorActual

Comparador

45° 90°

Frozen charge

Torq

ue d

e la

car

ga

Ángulo delMolino

Protección Carga Congelada

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Sistema de Control

El sistema de Control tiene varios subsistemas

SINAMICS: Control del accionamiento por control vectorial

PLC S7 400: Control de auxiliares de motor y molino

PCS7: Human Machine Interface

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Modo de Operación

Operación fácil y rápida del Molino

Operación Normal: Remoto o Local

Inching: Paso a Paso a 1 rpm

Creeping: Operación lenta a 0,3 rpm

Balanceo

Frozen Charge Shaker (Opcional)

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SIMINE Mill Gearless DriveModos de Operación

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Gearless Mill AutomationGeneral Layout – SAG/Ball Mill

DCS-Modbus RTU- Modbus TCP

PCS7 Eng + Diagnostic System

S7 400 CPU+ I/O racks

SINAMICS- Profibus

S7 I/O RacksMill incl. local panelStatorLube-System

Web-DocServer

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Gearless Mill AutomationGeneral Layout – Several Mills

DCS-Modbus RTU- Modbus TCP

PCS7 Eng + Diagnostic System

Web-DocServer

Option: PCS7 Diagnostic Client

Remote Access

SAG Mill‘s BALL Mill‘s

Eng-NotebookDrive System

High Speed Data Recorder

Optional Diagnostic Touchpanel nearby local control panel

S7 400 CPU+ I/O racks

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Gearless Mill Automation ScreensMain Overview

Group status

electr. status as single line

Operation mode

current set points

current main values

status lube system

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Gearless Mill Automation ScreensMotor Cooling / Air Gap / Braking Temp / Brake System

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Gearless Mill Automation ScreensLube / Converter Cooling / Winding Temp

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Gearless Mill Automation ScreensSingle Line / Communication Overview / E-House / Color Table

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Gearless Mill Automation ScreensTrend Display

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Web-DocumentationIntroduction

Online Dokumentation of Gearless Mill Content

Documents and descriptionsCAD diagramsCFC chartsComponent list

FeaturesLocated on separate ServerAccess via Internet ExplorerExtended Search FunktionalityOnline Link Visualization

CAD diagramsCFC chards

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Gearless Mill Automation Remote Service Features

Remote Access Functionality - secure connection via the Internet

Remote Diagnostic Functionality to support maintenance team

Principle of Remote Service Architecture

Customer

Server

Customer network / Intranet

PLC

HMIWinCC

Unix PC

Windows PC

Data RecorderSystem

Plant net

Router Internet

SIEMENS SpecialistLocation …n

SIEMENS SpecialistLocation B

SIEMENS SpecialistLocation A

Siemens Intranet

Siemens Intranet

Siemens Intranet

SIEMENS Intranet

Securechannel

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SIMINE Mill Gearless DriveReferencias

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SIMINE Mill Gearless DriveBomba de Ciclones

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SIMINE Mill Gearless DriveBomba de ciclones

Ahorro de energía

Alta Disponibilidad

Motor multipolos(8 p / polos – 375 rpm)

VDF

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SIMINE Mill Twin DrivesRobinson Mines (USA) Twin Drive 2 x 5000HP

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High Pressure Grinding Roll (HPGR)

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Molienda

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Gracias por su atención

Ernesto Chávez ([email protected])

Phone: +51 (1) 215-0030 extensión 4315Mobile: +51 997-516-888

Av. Domingo Orué 971, Surquillo