Introducción
Los equipos rotatorios pueden utilizarse en diversas aplicaciones de procesamiento de minerales, entre los que se incluyen la producción de aluminio, carbón, mineral de hierro, arenas petrolíferas, arena y grava, y muchas otras.
Estos equipos se caracterizan por tener un cilindro o tambor giratorio que descansa sobre una base de rodillos con muñón. Se pueden utilizar para romper terrones grandes de material en bruto en trozos que se puedan transportar en cinta, para zarandear materiales no deseados y sobredimensionados, y para depurar contaminantes del mineral sano.
Dos tipos principales de equipos rotatorios incluyen quebradores rotatorios y los tambores lavadores rotatorios.
Quebradores rotatorios
Los quebradores rotatorios se utilizan para reducir el tamaño del material, en particular, en aplicaciones de carbón, así como para separar al mismo tiempo material indeseable. El cilindro contiene barras internas que levantan y dejan caer continuamente el material sobre placas rompedoras internas a medida que gira. Esta acción de elevación y caída, junto con el contacto de material sobre material, hace que el material se rompa a lo largo de sus líneas de fractura naturales en trozos más pequeños.
Tambores lavadores rotatorios
Los tambores lavadores rotatorios se utilizan para eliminar el material perjudicial del mineral sano. El agua se mezcla con la alimentación e ingresa en el tambor que, al igual que los quebradores rotatorios, contiene elevadores internos que levantan y dejan caer continuamente el material para descomponer los contaminantes solubles.
Con el agregado de una sección de zarandeo, los tambores lavadores rotatorios también pueden utilizarse para clasificar por tamaño y separar materiales.
Los equipos rotatorios son conocidos por su capacidad para manipular tamaños de alimentación grandes y procesar capacidades grandes. Esto, unido a la demanda de minerales por parte de la industria en todo el mundo, permite que estas máquinas tengan un tamaño descomunal.
Por ejemplo, la zaranda rotatoria en húmedo más grande que McLanahan ha fabricado se construyó para la industria energética a mediados de la década de 2010. Se diseñó para procesar 9.204 toneladas por hora (8.350 tmph). La zaranda rotatoria en húmedo pesaba más de 1,6 millones de libras (más de 725 toneladas métricas) y medía 106' (32 m) de largo, 43' (13 m) de ancho y 26' (8 m) de alto. Se necesitaron unas 20 000 horas de mano de obra para fabricar y construir esta máquina enorme y luego 45 camiones para entregarla al cliente.
“Ha sido el equipo más grande que hemos construido en McLanahan”, explica Tyler Piper, director global de Ingeniería. “Se hizo mucho para que fuera un proyecto de éxito para McLanahan”.
Aunque ese fue el equipo rotatorio más grande que ha fabricado McLanahan, ha habido muchos otros de tamaño ligeramente menor que no son menos impresionantes. McLanahan está bien equipado para construir estas bestias rotatorias, ya que cuenta con instalaciones y equipos diseñados para fabricar estos gigantes, así como personal sumamente capacitado para diseñarlas y fabricarlas.
Primeros pasos
Aunque los equipos rotatorios pueden ser de un tamaño impresionante, se adopta el mismo enfoque independientemente de si se trata de una planta piloto o de la máquina más grande que haya construido McLanahan.
El proceso de fabricación de equipos rotatorios comienza con la ingeniería del diseño. El primer paso es determinar el tamaño del equipo.
El tamaño de los equipos rotatorios se determina en función de la siguiente información:
- ¿Qué tipo de material se procesa?
- ¿Cuáles son las características de dicho material? ¿Es húmedo o pegajoso? ¿Contiene arcillas, material orgánico y otro material perjudicial?
- ¿Cuál es el mayor tamaño de partícula de la alimentación para el cual el equipo debe estar diseñado para manipular?
- ¿Qué capacidad necesita el cliente?
- ¿Cuánto tiempo de retención se necesita?
- ¿Qué tipo de producto debe fabricar el cliente?
Además, los ingenieros deben saber qué se exige del equipo rotatorio.
- ¿Está destinado al lavado o a la reducción del tamaño del material?
- ¿Deberá separar el material por tamaño?
- ¿Debe ser una combinación de alguno de estos elementos?
A partir de esta información, el equipo de ingeniería puede seleccionar el equipo rotatorio adecuado para la aplicación. Una vez determinado el tamaño del equipo, puede seleccionarse el paquete motriz, los rodamientos y el tamaño de las llantas, y el equipo de ingeniería puede comenzar a fijarse realmente en los detalles del diseño.
Otras consideraciones para tener en cuenta en el diseño de equipos rotatorios son los factores que podrían afectar la selección de componentes motrices o los equipos eléctricos. Por ejemplo, el entorno operativo. ¿El clima es cálido o frío? ¿Es principalmente húmedo o seco? ¿Es tropical, desértico o marino?
“La mayoría de nuestras líneas de equipos rotatorios se adaptan a la aplicación específica para satisfacer las necesidades de nuestros clientes”, afirma Piper. “Disponemos de tamaños de rodamientos, muñones y llantas estándar, pero el funcionamiento interno del cilindro en sí (el paquete de revestimientos, los elevadores, los paneles de la zaranda) está adaptado específicamente a la aplicación para maximizar la producción de nuestros clientes”.
El proceso
Una vez que se ha finalizado el diseño y tanto el equipo de ingeniería como el cliente lo han aprobado, se libera para la fabricación. Este proceso implica una combinación de equipos de última generación y personal técnico que elabora el programa de producción, obtiene los recursos, mecaniza, suelda, fabrica y pinta los componentes individuales y, por último, ensambla los componentes individuales según el plano de ingeniería. Parte del montaje consiste en instalar las secciones de zarandeo y los elevadores en la estructura del cilindro y tratar térmicamente los extremos del tambor a altas temperaturas para que encajen en las llantas que se apoyan en la base del muñón.
“En cuanto a la soldadura, todo es muy pesado y muy grueso”, explica el soldador fabricante Matt Ball. “Lleva mucho tiempo, mucho esfuerzo, mucho alambre de soldar y mucho trabajo por parte de todos los que participan. Es mucho trabajo, pero es un buen trabajo. El aspecto de la soldadura es crucial. Todo tiene que ser preciso”.
Precisión, precisión y más precisión
Como dice Ball, la precisión es sumamente importante cuando se trata de fabricar equipos rotatorios. Los componentes deben mecanizarse con una precisión de milésimas de pulgada para que el equipo rotatorio funcione según lo previsto.
“Creo que una de las cosas que más me gustan es la precisión”, afirma Denny Glunt, técnico superior de servicio en terreno. “Tiene que ser muy preciso y dar en el clavo”.
Glunt afirma que el aspecto de la precisión puede ser un desafío, pero que el equipo de McLanahan lo acepta y lo hace muy bien.
“Contamos con un equipo excelente y con mucho apoyo de ingeniería, y se nos ocurren formas muy ingeniosas de hacer las cosas”, afirma Glunt. “Llevamos mucho tiempo en esto y somos muy buenos en lo que hacemos”.
Trabajo en equipo
Quizá el aspecto más importante de la fabricación de equipos rotatorios sea el trabajo en equipo. Los equipos de ventas e ingeniería trabajan estrechamente con el departamento de fabricación, que incluye muchas personas desde maquinistas y soldadores hasta fabricantes y pintores, para garantizar que la construcción se ejecute conforme al diseño.
El trabajo en equipo no solo es necesario para garantizar que los equipos se construyan correctamente y con una alineación precisa, sino que también lo es para la seguridad. Cuando se trabaja en equipos de esta envergadura, y se ensamblan componentes que son más grandes y pesan más que las personas que trabajan con ellos, el trabajo en equipo es imprescindible.
“No se pueden cometer errores”, afirma Ball. “Todo es pesado. Todo es enorme. Hace falta que todos trabajen juntos y se cuiden los unos a los otros para que todo salga bien y nadie resulte herido”.
Pruebas
Una vez ensamblados, los equipos rotatorios se someten a pruebas estrictas para garantizar el desempeño y la confiabilidad. Diversas pruebas miden todo, desde las vibraciones hasta la temperatura de los rodamientos o la alineación, todo para garantizar el desempeño del diseño.
“El objetivo de las pruebas es asegurarnos de que estamos satisfechos con lo que hemos creado, y queremos que el cliente también lo esté cuando reciba el producto”, afirma Piper.
El resultado final
Una vez que el equipo rotatorio ha superado la fase de pruebas y el equipo está satisfecho con el desempeño, Ball afirma que prácticamente todo el mundo se pone manos a la obra para cargar el equipo y enviarlo al cliente. A continuación, McLanahan proporciona asistencia in situ para la instalación y puesta en marcha de los equipos rotatorios.
McLanahan ha producido equipos rotatorios de muchos tamaños diferentes para muchas aplicaciones distintas de áridos y minerales en todo el mundo. Los equipos rotatorios de McLanahan trabajan en algunas de las condiciones más difíciles y en algunas de las regiones más remotas.
“Cada componente que diseñamos para nuestros equipos rotatorios está diseñado específicamente para esa aplicación”, afirma Piper. “En cuanto a nuestros diseños, son muy resistentes y están hechos para durar. Y así es”.
