Ingeniería aplicada para lograr máxima productividad

En el procesamiento de minerales, es de especial importancia el proceso de conminución, proceso por el cual el tamaño de mineral es reducido para su posterior separación y beneficio. Los equipos de conminución son críticos para la operación minera, ya que la productividad y la eficiencia de la operación minera están íntimamente ligadas a la correcta operación de estos equipos.

Los equipos de conminución están expuestos a condiciones operativas muy severas, por tanto se diseñan de manera robusta, y con una adecuada operación y mantenimiento se logran obtener altos niveles de confiabilidad.

En FLSmidth contamos con más de 135 años de experiencia en diseño y fabricación de equipos para procesamiento de minerales. Los equipos FLSmidth están presentes en las operaciones mineras más importantes a nivel mundial, incluyendo equipos de conminución tales como chancadoras primarias, chancadoras secundarias, molinos semi-autógenos (SAG), molinos de bolas, entre otros equipos.

El expertise técnico y respaldo de un Original Equipment Manufacturer (OEM) como FLSmidth es clave para desarrollar proyectos de productividad en estos equipos. Luego del comisionamiento del equipo, se da inicio a una etapa de seguimiento y acompañamiento técnico, en el cual se proponen las optimizaciones de acuerdo a los objetivos de la operación minera, siempre con una visión integral del equipo y del proceso.

El caso que se presenta a continuación es un proyecto de optimización realizado en las chancadoras primarias FLSmidth 60” x 113” NT de una de las operaciones mineras más importantes del Perú.

El objetivo del proyecto fue aumentar el Overall Equipment Effectiveness (OEE) de la chancadora primaria, siendo necesario triturar mayor cantidad de mineral, extender la vida útil de los revestimientos, reducir los tiempos de paradas de mantenimiento aumentando la disponibilidad del equipo, y al mismo tiempo reducir el Open Size Setting (OSS) de la chancadora para entregar un producto más fino.

Los equipos de conminución son críticos para la operación minera, ya que la productividad y la eficiencia de la operación minera están íntimamente ligadas a la correcta operación de estos equipos.

Luego de realizar una serie de simulaciones, el equipo de ingenieros de FLSmidth llegó a la conclusión que era necesario desarrollar un nuevo diseño de perfil de los revestimientos para trabajar con un setting más reducido, en sincronía con la carrera operativa del mainshaft. Esto se vería potenciado además con la introducción de una nueva aleación para los revestimientos.

Este objetivo también demandó retos en el aspecto mecánico del equipo. Para que la chancadora pueda trabajar con un setting más reducido y se puedan mantener los parámetros operativos adecuados con este nuevo setting, se realizaron cambios en la excentricidad el equipo y en las piezas mecánicas que conforman el ensamble excéntrico.

Con el objetivo de obtener una mayor duración de los revestimientos bajo estas nuevas condiciones operativas, se propusieron los cambios en la geometría y material de los revestimientos. Se realizaron simulaciones y cálculos volumétricos de la cámara de chancado para obtener el perfil ideal de los nuevos revestimientos y se analizó la data de campañas de revestimientos actuales y patrones de desgaste de los revestimientos actuales utilizando tecnología de escaneo 3d.

La selección de los distintos materiales para los revestimientos fue especialmente interesante. Al ser estas chancadoras críticas para la operación, se hizo una evaluación de riesgos y la introducción de los nuevos materiales se realizó en varias etapas.

Luego de una serie de pruebas, se seleccionaron distintos materiales para cada uno de los revestimientos de la cámara de chancado.

Los revestimientos sometidos a mayor impacto fueron diseñados y fabricados usando un acero al manganeso especial, un acero austenítico enriquecido con aleantes que producen un material con una alta tenacidad y además con la propiedad especial de endurecimiento por impacto (work hardening). Este acero manganeso especial tiene propiedades superiores a un acero al manganeso convencional (Hadfield steel).

Se diseñó también una aleación especial para los revestimientos que presentan mayor desgaste. Esta aleación tiene una alta dureza y su microestructura está compuesta por carburos dispersos en una matriz martensítica. Usando esta aleación de mayor dureza, no solamente se logró reducir el ratio de desgaste (mm/ MTon) del revestimiento, además se logró mantener el perfil óptimo del revestimiento por una mayor cantidad de tiempo dentro de la campaña, lo cual fue muy importante para incrementar la productividad y eficiencia del equipo.

El expertise técnico y respaldo de un OEM como FLSmidth es clave para desarrollar proyectos de productividad.

Como resultado de este proyecto, se logró incrementar la vida útil de los revestimientos en un 60%, se logró elevar la cantidad de material triturado en un 62% en promedio por campaña y reducir los costos de operación en un 58%, así como disminuir en un 35% anual las intervenciones por reemplazos de revestimientos y cumplir con el objetivo de entregar un producto más fino.

En la actualidad estas chancadoras primarias están operando bajo estas condiciones operativas con revestimientos diseñados y fabricados por FLSmidth.

Italo Enrique Marsano Baca

INGENIERO METALÚRGICO UNIVERSITY OF MISSOURI-ROLLA
SCHOOL OF MINES AND METALLURGY
GLOBAL PRODUCT LINE MANAGER FLSMIDTH