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Title: Análisis numérico-experimental de la influencia de los lifters y las condiciones de operación en la dinámica de la carga y los requerimientos de potencia de molinos rotatorios de la industria minera
Authors: Molina Vicuña, Cristián Javier , supervisor de grado
Valenzuela Latorre, Aníbal , supervisor de grado
Venegas Pulgar, José Ignacio
Keywords: Molienda Semiautógena
Molienda Autógena
Desgaste Mecánico
Fricción (Mecanica)
Dinámica de la Maquinaria
Issue Date: 2019
Publisher: Universidad de Concepción.Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Mecánica |
Abstract: Dentro de los proceso a los cuales el mineral de cobre es sometido durante su refinamiento, el proceso de conminución llevado a cabo en molinos rotatorios destaca por la criticidad de estas máquinas y el elevado costo energético asociado a su operación. La conminución del mineral es llevada a cabo al ingresar la carga al interior del molino, el cual rota, permitiendo que las partículas se muevan y entren en contacto con otras partículas, reduciendo su tamaño debido a la abrasión y/o impactos que ocurren producto de estos contactos. La potencia consumida por los molinos proviene de las interacciones entre las partículas y las superficies internas del molino, las cuales se encuentran protegidas del desgaste por recubrimientos compuestos por liners y lifters. La principal operación de mantenimiento a la que son sometidas estas máquinas corresponde a la inspección del estado de desgaste y el reemplazo de estos recubrimientos, lo cual implica la detención de la máquina y la paralización de la producción de la planta minera. Dependiendo de las condiciones de operación del molino, se puede producir el fenómeno de impactos sobre los recubrimientos, en donde las partículas impactan de forma directa tanto liners como lifters, acelerando su desgaste y reduciendo la disponibilidad de estas máquinas. En el presente trabajo se analiza el comportamiento de la carga y la potencia de un molino a escala de laboratorio, orientado al análisis de la potencia asociada a su movimiento y al incremento en la vida de los lifters. Las principales características de este molino es que posee un sistema que permite cambiar su número de lifters, y que permite la observación del movimiento de las partículas en su interior. El análisis de este banco de ensayos posee una componente numérica y una experimental. Los análisis numéricos se realizan mediante la implementación de modelo de elementos discretos (DEM). Se desarrolla una metodología de análisis orientada al estudio de la potencia asociada al movimiento del molino y de las fuerzas que ejercen las partículas sobre los recubrimientos, las cuales dan origen a la potencia, en función de la posición angular en la que se ubican mientras el molino rota. Esto se realiza utilizando los resultados extraídos del modelo DEM y a través de la implementación de un conjunto de sensores virtuales capaces de registrar las fuerzas a las que son sometidos los recubrimientos producto de su interacción con las partículas. Además, se desarrolla una metodología de análisis del movimiento de las partículas mediante el procesamiento de sus posiciones al interior del molino, las cuales son extraídas desde el software DEM. Los análisis experimentales, por su parte, se realizan a través de la implementación de instrumentación al banco de ensayos. Esta instrumentación incluye un lifter instrumentado que cumple un rol similar al de los sensores virtuales, una cámara de alta velocidad que permite captar el movimiento de las partículas y un sistema para medir la potencia asociada al movimiento del molino. Las mediciones experimentales de la potencia y de los lifters instrumentados se utilizan para validar la metodología de análisis de las fuerzas, mientras que las imágenes captadas por la cámara de alta velocidad se utiliza para validar la metodología de análisis del movimiento de las partículas. Finalmente, se desarrolla una metodología para detectar el fenómeno de impacto de la carga sobre los recubrimientos del molino, de forma no invasiva y remota, utilizando los resultados obtenidos de la metodología de análisis numérico-experimental se aplica para el molino operando con distintos niveles de llenado, velocidades de operación y número de lifters. Se realiza una comparación de los resultados numéricos y experimentales, identificado las principales diferencias y analizando sus posibles orígenes.
Description: Magister en Ciencias de la Ingeniería con mención en Ingeniería Mecánica Universidad de Concepción 2019
URI: http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/3538
Appears in Collections:Ingeniería Mecánica - Tesis Magister

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