Charla técnica: Molinos de martillos y la zona de desgaste

20 de marzo de 2018

Los molinos de martillos tradicionales funcionan según el principio de que la mayoría de los materiales se aplastarán, romperán o pulverizarán con el impacto. El material se introduce en la cámara del molino a través de la tolva de alimentación y se golpea con martillos agrupados, que están unidos a un eje que gira a alta velocidad dentro de la cámara de molienda del molino. El material es triturado o hecho añicos por una combinación de impactos de martillo repetidos, colisiones con las paredes de la cámara de molienda e impacto de partícula contra partícula. El impacto inicial de las partículas de movimiento lento contra la alta velocidad de punta de los martillos produce la reducción de tamaño más significativa. A medida que las partículas comienzan a alcanzar la velocidad máxima de los martillos, se produce una menor reducción porque la transferencia de energía cae a medida que se nivela el diferencial de velocidad. Los tamices de metal perforado o rejillas de barra que cubren la abertura de descarga del molino retienen el material grueso para su posterior molienda hasta que el tamaño de las partículas y los ángulos de aproximación estén alineados, lo que permite que los materiales del tamaño adecuado pasen como producto terminado.

Por el contrario, los molinos de martillos de dos etapas están diseñados específicamente para maximizar el espacio y la eficiencia al producir el producto final más fino posible en una sola pasada. Los molinos de doble etapa cuentan con dos molinos de martillos accionados independientemente apilados uno sobre el otro.

Zona de desgaste En un molino de martillos de dos etapas, en realidad hay tres fases de reducción de tamaño, debido a lo que se conoce como zona de desgaste. La zona de desgaste es el área creada entre el rotor superior y el rotor inferior de un molino de martillos de dos etapas. Los materiales pasan a través de la disposición inicial del molino y la criba y luego se dirigen hacia la cámara del molino secundario. Antes de llegar al segundo rotor, el impacto de partícula a partícula en la zona de desgaste crea oportunidades adicionales para la reducción de tamaño, en un área con principios similares a un molino de chorro. La turbulencia creada por los rotores opuestos y el flujo continuo de partículas crean fuerzas de alto impacto; sirviendo a dos propósitos:

En muchas situaciones, según los materiales y los objetivos de procesamiento, los materiales se procesan a través de un molino de una sola etapa, luego se filtran y se retroalimentan al molino para un segundo paso y un procesamiento adicional. Con este arreglo, se puede requerir un molino mucho más grande ya que debe procesar la alimentación virgen y la carga de recirculación adicional de partículas de gran tamaño.

Es importante tener en cuenta que varias pasadas por un molino de una sola etapa no producen necesariamente el mismo resultado final que una sola pasada por un molino de dos etapas. Los molinos de martillos suelen estar diseñados para tener un tiempo de permanencia breve, lo que significa que el material se introduce y se evacua del molino rápidamente; permitiendo que el material sea procesado eficientemente. Al reciclar materiales premolidos a través de la misma pantalla en varias pasadas, ese material no verá las mismas fuerzas de impacto, ya que tenderá a atravesar la pantalla rápidamente, ya que se dimensionó para limpiar la pantalla. Agregar el segundo molino, con un tamaño de pantalla más pequeño, permite un mayor tiempo de permanencia dentro del molino. Dado que el producto premolido aún debe reducirse antes de pasar la pantalla de clasificación secundaria, el material se suspende brevemente para que una velocidad de alimentación continua mantenga la zona de desgaste completamente ocupada con materiales gruesos desde arriba y partículas más finas trabajando desde abajo.

La energía transferida de impacto de partícula a partícula, a velocidades muy altas, produce una mayor gradación en un rango de partículas más fino. Esta gradación se describe en la siguiente tabla. Se produce una mayor reducción de tamaño a medida que se intercambia energía significativa de las colisiones repetidas entre partículas y martillos, hasta que el material finalmente pasa a través de la pantalla secundaria con el tamaño de partícula deseado.

Análisis de tamaño de partículas(Ve la tabla)

Hay muchas variables en la eficiencia de molienda con partículas finas. Un factor importante es la selección de cribas para los molinos superior e inferior. Nuevamente, dependiendo de las propiedades del material, los molinos están equipados con rejillas de barras o pantallas perforadas; se puede emplear cualquier combinación. En los casos en que el material sea voluminoso, se puede seleccionar una rejilla de barra para el fresado inicial para permitir una mayor resistencia al desgaste y durabilidad frente a materiales más pesados. Mientras que el molino secundario utilizará una pantalla perforada con un diámetro interior pequeño para partículas terminadas más finas. El tamaño de la pantalla es el factor más influyente relacionado con el tamaño de las partículas, ya que el material debe pasar por la pantalla.

Otra variable es la velocidad del rotor, como se describe en este artículo, la fuerza imponente del martillo a la partícula es lo que proporciona la reducción de tamaño. En un molino de dos etapas, cada molino se acciona de forma independiente, de modo que pueden girar con la misma velocidad en la punta, o el molino inferior puede funcionar a mayor velocidad para una molienda fina si está equipado con un variador de frecuencia. Esto permite al usuario ajustar el proceso y tener más control sobre la distribución del tamaño de las partículas.

Finalmente, el estilo y el tamaño del martillo contribuirán a la eficiencia. El rotor se puede ensamblar con muchas configuraciones de martillo, seleccionar la configuración correcta del martillo a la velocidad de punta correcta producirá la fuerza de impacto necesaria para corresponder al material que se está reduciendo sin ser golpeado durante el contacto con el material.

Particularmente, cuando se trata de aplicaciones de molienda fina, la asistencia de aire es otro factor crítico. El aire de aspiración se emplea a menudo para ayudar a extraer material de manera eficiente a través de la cámara de molienda con el tiempo de permanencia adecuado. La aspiración no solo ayuda a producir una mayor uniformidad del producto, sino que también controla la acumulación de calor y el polvo molesto alrededor del molino. Al tener un procesamiento de dos etapas contenido en un sistema aerodinámico, la ruta del aire se simplifica y evita la necesidad de múltiples pasos de transporte con recolección de polvo para un sistema determinado. Es fundamental dimensionar correctamente el sistema de aire, ya que el flujo de aire a través del molino debe dimensionarse cuidadosamente para capturar solo el polvo ultrafino, no para arrastrar el material a través del molino sin permitir el tiempo de permanencia adecuado en cada etapa de molienda.

Bill Castine es ingeniero de ventas, Schutte-Buffalo, Buffalo, NY. Para obtener más información, llame al 716-855-1555 o visite www.hammermills.com.

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