Onde o armazenamento de buffer deve ser colocado em um circuito de equipamento de britagem?

Um estoque tampão ou silo de expansão geralmente é mais valioso no ponto em que um estágio de britagem deve operar independentemente do próximo. Em uma planta de agregados estacionária convencional, isso geralmente ocorre entre a britagem primária e o circuito secundário de britagem e peneiramento a jusante. O objetivo não é simplesmente armazenar rocha. Serve para absorver diferenças temporárias no fluxo de material e, ao mesmo tempo, permitir que o equipamento a jusante receba uma alimentação mais consistente.

Contudo, adicionar armazenamento entre cada britador não é necessário nem econômico. A localização correta e a capacidade utilizável dependem das flutuações reais da produção, das características dos materiais, dos arranjos de recuperação e dos cronogramas operacionais da planta.

Para operadores de pedreira que avaliam equipamento de britagem layouts, a principal questão de engenharia não é, portanto, quão grande um estoque pode ser construído, mas quanto material vivo e recuperável é necessária para manter a próxima etapa de processamento operando em condições realistas.

Por que os estágios de britagem precisam de buffer?

Descarga intermitente do britador primário

A britagem primária raramente produz um fluxo de material idêntico a cada minuto. Em uma pedreira abastecida por caminhões de transporte, o britador primário recebe o material em lotes. A taxa de material que entra no britador depende dos intervalos de chegada do caminhão, do tempo de despejo, da fragmentação da rocha, do tamanho máximo do pedaço e da quantidade de material já presente na tremonha de alimentação.

Mesmo quando um britador de mandíbula primário tem capacidade nominal adequada, grandes fragmentos de rocha podem reduzir temporariamente o rendimento. Interrupções na alimentação, paradas de inspeção e alterações na gradação da alimentação também podem afetar a taxa de descarga. Estas flutuações não indicam necessariamente um mau desempenho do britador. Muitas vezes são características normais da mineração a montante e da operação de britagem primária.

Um britador primário pode, portanto, fornecer um rendimento médio elevado durante um turno, enquanto sua taxa de descarga instantânea varia consideravelmente. Se esse material for transferido diretamente para um britador secundário, qualquer interrupção ou surto significativo no estágio primário poderá influenciar a operação a jusante.

Requisitos de britador secundário e alimentação de tela

A britagem secundária e a peneiração são geralmente mais fáceis de controlar quando a alimentação chega a uma taxa relativamente estável e dentro dos limites operacionais do equipamento. Um britador secundário subalimentado pode operar abaixo das condições de carga pretendidas. A alimentação excessiva ou irregular pode causar sobrecarga, condições instáveis ​​da câmara ou acúmulo de material nos pontos de transferência. As consequências específicas dependem do projeto do britador e do modo de operação.

As telas também são sensíveis a mudanças no carregamento. Um aumento repentino no avanço pode aprofundar o leito de material, reduzir oportunidades efetivas de separação e aumentar o retorno da carga através de um circuito fechado de britagem. Um amortecedor colocado entre os estágios primário e a jusante cria uma oportunidade para regular essas flutuações.

O material pode acumular-se temporariamente quando o estágio primário produz mais do que o circuito a jusante consome. Durante pequenas interrupções primárias, o material armazenado pode continuar alimentando o sistema secundário. Essa separação das taxas operacionais é um dos motivos pelos quais o armazenamento de surtos é frequentemente considerado em projetos de plantas agregadas estacionárias.

Flutuações de curto prazo versus gargalos permanentes

Um buffer não pode corrigir uma incompatibilidade sustentada de capacidade. Por exemplo, se a fase primária fornecer continuamente 500 toneladas por hora enquanto o circuito a jusante puder processar apenas 400 toneladas por hora, o armazenamento acumulará material a uma taxa líquida de 100 toneladas por hora até que a sua capacidade disponível se esgote. O buffer pode adiar o problema, mas não o elimina.

Por outro lado, se o britador primário produz intermitentemente 500 toneladas por hora enquanto o sistema a jusante necessita de 400 toneladas por hora, o armazenamento temporário pode permitir que ambas as secções operem a taxas diferentes durante um período limitado, desde que os seus programas operacionais globais e o equilíbrio de materiais sejam compatíveis. Esta distinção deve ser estabelecida antes de adquirir equipamento adicional ou de alocar espaço para um estoque.

Onde deve ser localizada uma pilha ou compartimento de sobretensão?

Entre britagem primária e secundária

Para muitas configurações de pedreiras estacionárias, o lado de descarga do britador primário é um local lógico para armazenamento intermediário. Um arranjo típico pode ser descrito como: britador primário → transportador de transferência → pilha de compensação → alimentador de recuperação → circuito de britagem secundário → peneiramento.

Neste layout, a britagem primária pode continuar durante certas interrupções a jusante até que o nível de armazenamento permitido seja alcançado. Por outro lado, o processamento secundário pode continuar durante uma curta paragem primária enquanto o material recuperável permanece disponível. O arranjo também permite que as seções primária e secundária operem em horários diferentes quando o plano de produção e o armazenamento disponível apoiam esta abordagem.

O benefício técnico vem da separação de dois estágios operacionais com características de fluxo diferentes, e não da própria pilha de estoque. Para um portfólio de equipamentos como o RION, esta interface pode envolver um Triturador de mandíbula, um estoque intermediário e a jusante Triturador de cone equipamento. Os arranjos reais devem ser determinados pelo material, tarefas do britador, tamanhos de alimentação e layout do projeto, em vez de assumir que esta sequência se adapta a cada planta.

Antes da Peneiragem Secundária ou Britagem Terciária

O armazenamento intermediário adicional pode ser útil quando um estágio posterior de processamento sofrer interrupções operacionais significativas ou demanda variável de alimentação. No entanto, colocar um buffer mais a jusante altera quais equipamentos permanecem expostos às flutuações a montante.

Por exemplo, uma pilha localizada após a britagem secundária não isola o britador secundário da descarga primária irregular. O britador secundário ainda deve acomodar o padrão operacional a montante. Isto pode ser importante ao comparar dois layouts que parecem semelhantes na capacidade total do equipamento.

Um silo de compensação antes da britagem terciária pode ajudar a regular a alimentação para o estágio final de redução, mas seu valor depende do circuito de peneiramento circundante, do comportamento da carga de retorno e dos arranjos de controle disponíveis. A posição de armazenamento deve, portanto, ser selecionada identificando os estágios específicos que precisam operar de forma independente.

Buffers de processo versus estoques agregados acabados

Uma pilha de reposição não deve ser confundida com um estoque de produto acabado. Um buffer de processo normalmente armazena material que ainda requer britagem, peneiramento ou outra operação de processamento. Sua função é apoiar a continuidade e controlar a movimentação de materiais na planta.

Uma pilha de agregados acabados contém material que já atendeu à classificação de produto pretendida e está aguardando carregamento, mistura ou expedição. Esses diferentes propósitos afetam o design do layout. Um estoque de processo requer capacidade de recuperação confiável e estreita coordenação com equipamentos posteriores. Um estoque acabado é mais fortemente influenciado pelo estoque, segregação de produtos, carregamento de caminhões e requisitos de envio.

Tratar ambos como capacidade de armazenamento normal pode levar a suposições incorrectas sobre a quantidade de material realmente disponível para apoiar a produção.

Quanta capacidade de armazenamento ao vivo é necessária?

Estimando o acúmulo de materiais a partir de diferenças de fluxo

Uma avaliação preliminar do armazenamento começa com o balanço de massa no buffer. Por um período operacional definido: Mudança na massa armazenada = Material entrando no armazenamento - Material saindo do armazenamento.

Se ambos os fluxos forem assumidos constantes durante esse período, a relação torna-se ΔM = (Qin − Qout) × t, onde ΔM é a variação da massa armazenada em toneladas; Qin e Qout são as taxas de fluxo de massa de entrada e saída em toneladas por hora; e t é a duração em horas.

Consideremos um caso ilustrativo em que um circuito de britagem a jusante consome 350 toneladas por hora e o britador primário para de alimentar o buffer por 20 minutos. Se se espera que o circuito a jusante continue a funcionar ao mesmo ritmo, o montante retirado durante a interrupção é de aproximadamente 350 × (20/60) = 116,7 toneladas.

Isto significa que seriam necessárias pelo menos aproximadamente 117 toneladas de material armazenado utilizável apenas para colmatar essa interrupção específica, assumindo uma recuperação ininterrupta e sem outras perdas ou restrições. Não é uma capacidade de buffer recomendada para uma instalação RION real. É um exemplo de cálculo que mostra como a duração da interrupção e a procura a jusante influenciam a massa de material necessária.

Um projeto de trabalho também deve considerar interrupções repetidas, estoque inicial esperado, reabastecimento futuro, níveis de armazenamento permitidos e reservas operacionais apropriadas. Quando as taxas de fluxo variam substancialmente ao longo do tempo, os cálculos devem utilizar o histórico completo do fluxo de materiais em vez de uma média única.

Capacidade recuperável em tempo real versus volume total de estoque

Um estoque contendo 1.000 toneladas não fornece necessariamente 1.000 toneladas de capacidade utilizável. Armazenamento ao vivo é a porção do material que pode ser recuperada através do arranjo de recuperação instalado nas condições operacionais pretendidas. O material fora da zona de retirada efetiva pode permanecer na pilha, a menos que um carregador ou outro método de recuperação o mova.

Uma pilha de estoque com um único ponto de recuperação pode, portanto, ter uma fração de armazenamento ativo muito menor do que um sistema adequadamente projetado com vários locais de retirada. A fração depende da geometria da pilha, do ângulo de repouso, da disposição do alimentador, das características de descarga e do comportamento do fluxo do material.

O projetista da planta deve distinguir o armazenamento físico total, o material que pode ser recuperado através do método operacional planejado, o estoque mínimo necessário para recuperação estável e o armazenamento operacional disponível entre níveis baixos e altos permitidos. É a parte operacionalmente utilizável que importa ao estimar por quanto tempo o equipamento downstream pode continuar funcionando.

Duração de armazenamento e variabilidade operacional

Uma regra fixa, como fornecer um certo número de minutos ou horas de capacidade de armazenamento, pode ser útil para a discussão inicial, mas não pode substituir uma avaliação das operações reais da planta. Questões relevantes incluem a frequência com que a alimentação primária é interrompida, quanto tempo normalmente duram as interrupções, se o processamento posterior continua durante a manutenção e se o estágio primário opera no mesmo cronograma de turnos.

O buffer também deve ser reabastecido. Se o britador primário não conseguir produzir material suficiente durante as horas de funcionamento disponíveis para substituir o consumo a jusante, o aumento da capacidade da pilha não estabelecerá um arranjo operacional sustentável. O dimensionamento do armazenamento deve considerar tanto a quantidade de material necessária durante as interrupções quanto a capacidade de restaurar o estoque posteriormente.

Como os alimentadores e transportadores de recuperação devem ser integrados?

Recuperar o controle da taxa de alimentação

Uma pilha de estoque não produz automaticamente uma descarga controlada. O material deve ser retirado através de um sistema de recuperação adequado ao tamanho da rocha armazenada, densidade aparente, umidade, abrasividade e taxa de alimentação necessária. Dependendo do arranjo, isso pode envolver alimentadores posicionados abaixo de um silo de compensação ou em pontos de retirada designados abaixo de uma pilha de estoque.

O alimentador deve operar dentro dos limites aprovados de carga e descarga enquanto fornece o fluxo exigido pelo circuito receptor. RION's Alimentador vibratório A gama de produtos fornece uma categoria de equipamento relevante para discutir a alimentação controlada de material no processamento agregado.

Contudo, a adequação para uma instalação de recuperação específica requer confirmação de engenharia. Um alimentador adequado para uma tremonha de recebimento convencional não deve ser automaticamente considerado apropriado para todas as condições de recuperação de pilhas de alto volume. É necessária atenção especial onde materiais finos, umidade ou formatos irregulares de rochas aumentam a possibilidade de formação de pontes, bloqueios ou descargas irregulares.

Combinando a capacidade do transportador com a demanda do britador

O transportador de recuperação deve acomodar o fluxo de material pretendido, incluindo variações operacionais realistas. A adequação do transportador depende de mais do que a largura da correia. A velocidade da correia, a densidade aparente do material, a configuração da calha, a inclinação, o tamanho do bloco, a geometria de carga e o design do canal de transferência influenciam a capacidade de carga efetiva.

Um transportador que nominalmente manuseia a tonelagem média necessária ainda pode enfrentar dificuldades se um alimentador de recuperação produzir curtos períodos de carregamento excessivo. Da mesma forma, um transportador dimensionado corretamente pode ter um desempenho ruim se o material entrar fora do centro ou criar impacto excessivo no ponto de carregamento.

O Transportador de Correia categoria é, portanto, uma interface importante entre o armazenamento e o processamento posterior. Para uma operação confiável, o alimentador de recuperação, a calha de transferência, o transportador e o britador receptor devem ser avaliados como um sistema de manuseio de material.

Condições de Segregação, Bloqueio e Descarga de Materiais

O agregado graúdo nem sempre permanece uniformemente misturado enquanto é empilhado e recuperado. Durante a formação do estoque, partículas maiores podem viajar mais abaixo na encosta, enquanto partículas menores se acumulam em diferentes regiões. A extensão desta segregação depende da gradação do material e do método de empilhamento.

Se o sistema de recuperação for proveniente predominantemente de uma região, o britador a jusante poderá receber uma distribuição de alimentação diferente da descarga original do britador primário. Mudanças na classificação da alimentação podem influenciar o carregamento do britador e o desempenho da peneiração.

O projetista deve considerar a geometria do empilhamento, a posição de descarga do transportador, a disposição do ponto de retirada e se o material recuperado permanecerá suficientemente representativo. O acesso para inspeção, manutenção e intervenção segura é outro requisito. As áreas de recuperação de estoques podem apresentar riscos graves, incluindo equipamentos enterrados, acesso confinado, material instável e movimentos inesperados. Os procedimentos de projeto, proteção e manutenção do sistema de recuperação devem ser avaliados para a instalação real.

Quando o armazenamento de buffer intermediário é desnecessário?

Layouts de alimentação direta com fluxo de material estável

Nem toda planta de britagem precisa de uma pilha separada. Uma operação compacta com fornecimento de material relativamente estável, capacidades de equipamentos compatíveis e arranjos de controle adequados pode ser capaz de transferir material diretamente entre os estágios de britagem. Isto pode reduzir o número de pontos de manuseio e simplificar a área ocupada pela planta.

No entanto, um layout de alimentação direta significa que interrupções em uma seção podem afetar o equipamento conectado de forma mais imediata. A escolha envolve equilibrar a flexibilidade operacional com os requisitos de equipamento, terreno e manuseio.

Requisitos de espaço, poeira e manuseio adicional

Uma pilha de reserva ocupa espaço e pode exigir transportadores adicionais, estruturas de suporte, equipamentos de recuperação, instalações elétricas e acesso para manutenção. Os estoques abertos também introduzem considerações ambientais relacionadas à poeira trazida pelo vento, escoamento superficial e contenção de material.

Caixas de proteção contra sobretensão fechadas podem reduzir alguns problemas de exposição, mas introduzem seus próprios requisitos estruturais, de acesso e de fluxo de material. Estas consequências devem ser consideradas juntamente com qualquer melhoria operacional esperada. Para um local restrito, um buffer menor ou um arranjo de planta diferente pode ser mais prático do que um grande estoque intermediário.

Por que o armazenamento não consegue remover um gargalo permanente

Um erro comum de projeto é adicionar armazenamento para compensar um sistema downstream que é consistentemente subdimensionado. Se os britadores e peneiras a jusante não conseguirem processar a taxa de produção necessária a longo prazo, o material armazenado continuará se acumulando sempre que a produção a montante exceder a capacidade a jusante.

A resposta correta pode, em vez disso, envolver a revisão do trabalho do britador, da capacidade da peneira, da carga circulante, das características do material ou das metas de produção planejadas. O armazenamento do buffer deve ser justificado pelo padrão de variação operacional, não utilizado como substituto da verificação das capacidades dos equipamentos conectados.

Quais dados os compradores devem revisar antes de finalizar o layout?

Tamanho da alimentação, propriedades do material e registros de rendimento

Uma avaliação de engenharia útil começa com dados representativos de materiais.

Os números de capacidade nominal de ponto único são menos informativos do que os registros operacionais que mostram variações durante um turno representativo.

Cronograma Operacional e Flutuações de Produção

O cronograma operacional da planta deve ser examinado juntamente com o fluxo de materiais. Uma seção de britagem primária operando por menos horas do que a planta a jusante pode exigir taxa de produção e armazenamento suficientes para suportar a diferença nos cronogramas.

As práticas de manutenção também são importantes. Uma paralisação planejada que exija que o equipamento downstream opere de forma independente tem implicações de armazenamento diferentes de uma breve interrupção ocasional. Quando não estiverem disponíveis dados de produção fiáveis, a equipa do projecto deve identificar os pressupostos utilizados para os cálculos preliminares e testar a sensibilidade do resultado a esses pressupostos.

Layout de recuperação, restrições do local e requisitos de segurança

Antes de o layout ser finalizado, a equipe do projeto deve revisar a localização do estoque, recuperar o acesso, os requisitos estruturais, os controles ambientais e os arranjos de manutenção de emergência. O layout também deve levar em conta qualquer separação necessária entre equipamentos móveis e pessoal que trabalha próximo a transportadores ou sistemas de recuperação.

RION's Solução de produção agregada abrange o contexto mais amplo da combinação de equipamentos de britagem, peneiramento e manuseio de materiais dentro de uma planta agregada.

Os compradores que discutem um circuito proposto podem fornecer à RION o tipo de rocha, o rendimento alvo, a classificação do produto, o cronograma operacional, a configuração do equipamento e a área disponível do local por meio do página de consulta do projeto.

O princípio central do design permanece simples: colocar armazenamento temporário onde proporcione uma separação operacional mensurável entre os estágios de processamento e dimensioná-lo de acordo com o material recuperável e a variação operacional realista.

Um buffer avaliado adequadamente pode suportar uma operação downstream mais consistente. Uma pilha de estoque localizada incorretamente ou superdimensionada pode simplesmente adicionar complexidade de manuseio sem resolver a real limitação da planta.