Nueva tecnología de molienda de cemento con molino vertical Markus Richter Alfredo Martín de Frutos ThyssenKrupp Resource Technologies

Indice Introducción Objetivos Antecedentes Descripción del proyecto Resultados Conclusiones

1. Introducción Se requiere mayores capacidades en molinos. Finuras Blaine elevadas. Diferentes tipos de cemento con un mismo molino. No se ha conseguido todavía un funcionamiento suave sin vibraciones. Fiabilidad.

Indice Introducción Objetivos Antecedentes Descripción del proyecto Resultados Conclusiones

2. Objetivos Reducción de las tensiones dinámicas (vibraciones) de la instalación Finuras mayores de 5.500 cm2/g s. Blaine Flexibilidad para moler diferentes tipos de cemento y bajo diferentes condiciones de proceso de molienda. Molino fiable y de mantenimiento sencillo Reducir el tamaño del accionamiento Reduction of mill dynamics (vibration level) enables increase of table speed and higher mill performance better protection of drive train and mill equipment (increased number of failures with standard VRM-gearboxes in the past) additional criteria are flexibility to grind a large range of different materials / qualities in one machine improved mill availability because of better adaption to grinding process higher redundancy – 2 rollers driven + 1 roller in „slave“ mode

Index Introducción Objetivos Antecedentes Descripción del proyecto Resultados Conclusiones

3. Antecedentes Existe tecnología desde los años 90. POLYSIUS tiene una enorme experiencia en molinos verticales de cemento con la tecnología DOROL. POLYSIUS dispone de muchísima experiencia en molinos verticales con la tecnología QUADROPOL. En los 80 se realizaron algunas investigaciones con accionamiento en rodillos.

Index Introducción Objetivos Antecedentes Descripción del proyecto Resultados Conclusiones

4. Descripción del proyecto Concentrar toda la experiencia y las tecnologías en un molino Optimización del diseño del molino (fundaciones,…) Analisis de vibraciones en el proceso de molienda.

4. Descripción del proyecto Optimización

4. Descripción del proyecto Optimización Argumentos Vibraciones Movimientos/deformación Sencillez de construcción Tiempo de construcción

4. Descripción del proyecto Optimización 4. Descripción del proyecto Base Frame Stud Pylon Tension Bars Grouting Base Plate Grouting Pylon Stud Pocket Tension Bars

4. Descripción del proyecto Optimización Roller Unit Amortiguación total del rodillo con la bancada Carcasa absolutamente libre de esfuerzos Zero Gap ~10mm Grinding Table Foundation No hay contacto con la mesa Protección del reductor Gear Box

4. Descripción del proyecto Optimización Hydraulic Cylinder Roller Tyre Roller Axle Pressure Bearing Roller Bearing (tapered) Tension Frame Fixed Bearing (maintenance-free) Piston Accumulator Lifting Cylinder Zero Gap Adjusting

4. Descripción del proyecto Optimización Standard “LUKAS” Cylinder Dismounting Cylinder Shifting Skates Travel-out Cylinder

tests with roller or table drive differ in the number of rollers 4. Descripción del proyecto Vibraciones tests with roller or table drive differ in the number of rollers Roller drives 4 x 15 kW Table drive

4. Descripción del proyecto Vibraciones Table drive Roller drive

4. Descripción del proyecto Vibraciones Control system, low velocity High speed data logging

4. Descripción del proyecto Vibraciones table drive roller drives single roller drive (controlled) sum of 4 roller drives (controlled)

4. Descripción del proyecto Vibraciones Classical Table Drive - TD Polysius Roller Drive - RD Roller velocity profile Material layer Table Roller is drawing the material into grinding gap Roller speed too low for complete material nip in Material is pushed into grinding gap by movement of tableT

4. Descripción del proyecto QMC² RD QMC² TD

4. Descripción del proyecto Planetary and Bevel Gear Cardan Shaft SafeSet Hydraulic Cylinder Torque Sensor Motor Drive Shaft Grinding Roller

4. Descripción del proyecto

4. Descripción del proyecto dismounting cardan shaft retraction of the roller unit

4. Descripción del proyecto QM² QM² RD ►reduction of pile height

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5. Resultados

5. Resultados Optimización de la transmisión de esfuerzos, independizando la carcasa del molino. En ningún QUADROPOL ha habido daños en el reductor del molino. Con el acccionamiento en rodillos se han minimizado las vibraciones. Las fluctuaciones se han eliminado. single roller drive (controlled) sum of 4 roller drives (controlled)

5. Resultados Gracias al accionamiento en rodillos es posible aumentar la presión de molienda sin aumentar vibraciones, alcanzando finuras de 6.000 cm2/g s/Blaine

5. Resultados Adaptación a diferentes tipos de cemento o calidades de clinker y condiciones de molienda. Cement type “ESTRUCTURAL” 91% clinker 5% limestone 4% gypsum Cement type “USO GENERAL” 71% clinker 25% limestone Fineness 4000 – 4400 Blaine Residue < 4% R45mm 4900 – 5300 Blaine Residue < 10% R45mm Cement types generally used clinker (60 – 90% < 1mm) imported Cartagena-Clinker (30-50% < 1mm)

5. Resultados Keep it simple ! Unico cilindro hidráulico Unico acumulador Dos cojinetes Uno fijo Uno de presión Un tope para evitar contacto Simple sustitución del cilindro Ausencia de sellos dentro del molino No es necesario aire de sellado Ningún reductor dañado. Fácil mantenimiento Redundancia en el accionamiento Oil flow Oil and air sealing outside mill, Excellent accessibility for maintenance Oil sealing Air sealing Working 70% is possible Disassemble of gear unit and the coupling

5. Resultados Troller drive ≈ 0,2 x Ttable drive Nroller ≈ 1,7 x ntable Pmotor roller drive ≈ 0,33 x Pmotor table drive

5. Resultados Resultados funcionamiento QUADROPOL QMC²-RD - Projecto LAGUNAS Project 6/7 Dec. 2012 May-Aug. 2013 cement type CPC-30 R clinker % 75 75,5 gypsum 5 4,5 limestone 10 9 pozzolana 11 feed moisture 0,6 fineness m²/kg (450) 456 440 - 463 residue 45µm 3 2,68 1,46 – 2,00 production t/h 175 175,7 184 - 204 grinding aid - yes no spec. energy consumption mill drives at counter kWh/t 20,6 20,40 19,8 mill, separator, fan at counter. 28,8

5. Resultados Resultados funcionamiento QUADROPOL QMC²-RD - Projecto LAGUNAS 6/7 Dec. 2012 May-Aug. 2013 table speed min-1 20,10 19,20 – 20,80 radial acceleration at DT m/s² 11,3 10,2 – 12,1 speed-roller 1 38,1 36,2 - 39,8 speed-roller 2 38,2 36,0 – 39,6 speed-roller 3 38,0 36,1 – 39,6 power-roller 1 kW 1098,4 1193 - 1317 power-roller 2 1098,5 1193 – 1317 power-roller 3 1098,6 hydraulic pressure bar 162 (~1300 kN/m²) 160 - 162 grinding bed height mm 38 46 - 56 vibration at axial bearing mm/s 0,4 0,2 – 0,4 water injection 10l/h 670 540 – 640 (2,7 – 3,3%) separator circumferential speed m/s 24,2 23,6 – 24,5

6. Conclusiones Ambos TD (Table Driven) y RD (Roller Driven) se complementan RD para mayores finuras, mayor variedad de cementos y limitación de reductor Table drive Roller drive CEM II Fineness [m²/kg] CEM II Fineness [m²/kg] 450 500 500 550 600