Leccion16.CEMENTOS.SeparadoresAire.TIPOS
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3.7.- Tipos de separadores. 3.7.1.- Introducción. Aun cuando los separadores de aire usados en la industria del cemento se rigen por los mismos principios básicos, difieren en cuanto a su diseño y ámbito de aplicación. Las principales diferencias se presentan en: 1.-Forma de introducir el material a separar y el aire de separación. 2.-Magnitud de la aceleración centrifuga. 3.-Forma de separar el producto acabado de la corriente de aire. Además en algunos separadores de aire el material puede someterse a tratamientos de secado o de enfriamiento. En el cuadro 3.7.1.1 se da una lista de diferentes tipos de separadores con sus características y firma que los comercializa. Existen dos tipos de separadores: 1.- Separadores estáticos. Ciclón simple y separador estático. 2.- Separadores dinámicos. 3.7.2.-Separador estático de aire. Los separadores estáticos de aire son los más simples y se les llama así por no tener ninguna parte en movimiento mecánico (Rotatorias). Además solamente usan aire para el transporte del material y solamente se recogen los gruesos. Los finos pasan con el aire. Se usan, principalmente, en instalaciones de molienda con barrido por aire (Funcionando con molinos tubulares o de rodillos). En la figura 3.7.2.1 puede verse una representación esquemática de este tipo de separador. El material a clasificar entra en el separador por su parte inferior a través de un tubo, merced al arrastre que ejerce la corriente de aire que proviene del molino. El material después de abandonar el tubo de alimentación discurre entre la pared cónica exterior y el cono separador interno (Cámara exterior de separación). Como consecuencia del aumento de la sección transversal de paso de la corriente de aire, su velocidad disminuye, con lo que las partículas de mayor tamaño (más pesadas) se separan de la corriente de aire. Al mismo tiempo la admisión tangencial del flujo de aire imprime a este un movimiento de rotación, con lo que también se da una cierta proporción de separación centrífuga. El material recogido en dicha cámara se descarga por el fondo, formando lo que se denomina residuos (partículas de mayor tamaño). Por la parte alta del separador, el aire cargado con las partículas no separadas entra en el cono interior a través de un anillo de paletas-guía ajustables. Como consecuencia de esto las partículas sólidas son sometidas a una fuerza centrifuga, cuya magnitud depende de la posición de las paletas. Tal y como en un ciclón separador, el aire imprime a las partículas un movimiento en espiral descendente y acelerado. En tal situación el peso y la fuerza centrifuga prevalecen sobre la fuerza ejercida por la corriente de aire en las partículas de mayor tamaño, que son proyectadas contra la pared del cono separador interno donde pierden su velocidad y caen resbalando por dicha pared hacia la salida de los residuos del separador, los cuales regresan al molino para ser de nuevo molidos. Por su parte, las partículas más finas permanecen en suspensión en el aire, siendo transportadas en movimiento en espiral hacia la salida del separador situada en la parte superior. Este aire con los finos (Producto final de la molienda) se lleva a un colector de polvo, generalmente un ciclón o un filtro, donde las partículas finas se separan de la corriente de aire. Cuadro 3.7.1.1.- Tipos de separadores. Cuadro 3.7.1.1.- Tipos de separadores (Continuación). Figura 3.7.2.1.- Esquema de un separador estático de aire (Separador tipo STJ)- Las características de separación de este tipo de separadores pueden variarse mediante: 1.- El flujo de aire que atraviesa el separador y, por tanto, la velocidad de la corriente de aire. qV = SV y si S = Cte. y qV ↑ entonces V ↑ , con lo que de los finos mayor 2.- El ajuste del deflector situado encima del tubo de alimentación. 3.- El ajuste del tubo o conducto de salida. 4.- Algunos tipos con paletas ajustables. La disminución de la distancia entre el deflector y la boca del tubo de entrada de la alimentación hace cambiar más bruscamente la dirección de la corriente de aire y provoca un aumento de la aceleración. Las partículas de material chocan contra el deflector y las paredes de la superficie cónica externa y caen por la salida de los residuos. Esta clasificación por deflexión y choque no es muy selectiva por lo que solamente se usa cuando el separador actúa como colector de polvo y no para la separación nítida de partículas por tamaños. Por otra parte, este modo de operar da lugar a una excesiva perdida de presión en el sistema. El deflector, que en su forma más simple puede consistir en una mera placa de gula, en sus formas constructivas más sofisticadas consiste en un cono aerodinámico al que pueden adaptarse unos alabes para transformar el flujo de aire entrante en una corriente laminar en espiral. Con esta disposición, la separación de las partículas en la cámara exterior tiene lugar como en un ciclón. Mediante la regulación vertical del tubo de salida de aire, situado en la parte superior del separador, puede variarse el tamaño de corte (tamaño de partícula según el cual se realiza la separación entre finos y gruesos). Para un flujo determinado de aire un aumento de la longitud del tubo hacia la parte interna del separador cambia el tamaño de corte dando un producto más fino. El separador estático se aplica en los siguientes sistemas: 1.-Como separador en un circuito de molienda con un molino barrido por aire (Figura 3.7.2.2). 2.-Para molinos en circuito cerrado con un sistema de semibarrido, donde se coloca el separador entre el molino y el filtro para quitar los gruesos del material arrastrado (Figura 3.7.2.3). 3.-Como separador integrado con un molino vertical de rodillos (Figura 3.7.2.4). Figura 3.7.2.2.- Separador estático de aire en circuito cerrado con un molino tubular barrido por aire. Figura 3.7.2.3.- Separador estático de aire en circuito cerrado con un molino tubular de descarga por elevador de cangilones. Figura 3.7.2.4.- Separador estático de aire integrado con un molino ATOX para carbón. 3.7.3.- Separador con rotor de aletas. En la figura 3.7.3.1 puede verse un esquema de un separador de rotor de aletas. Consta de un rotor de aletas en disposición cónica, que gira alrededor de un eje vertical, dentro de una capota troncocónica. La corriente de aire cargada de material entra por debajo y se distribuye lateralmente por deflexión por la parte inferior del separador. Las aletas rotativas aceleran la rotación de la corriente de aire, la cual ya de por si tiene un movimiento en espiral desde el momento que entra en la caja del separador. El aire es succionado por las rendijas entre las aletas del rotor. Las partículas pesadas (por ejemplo, aquellas en que la resultante de la fuerza centrífuga y del peso prevalece sobre la fuerza que sobre ellas ejerce la corriente de aire son proyectadas hacia fuera contra las paredes del separador, volviendo de nuevo al molino (Residuos). Las partículas finas son arrastradas por el aire y llevadas fuera del separador, siendo a continuación separadas de la corriente de aire mediante ciclones o filtros. Debido a su capacidad para recibir grandes cantidades de aire el separador con rotor de aletas se usa, generalmente, en conjunción con molinos de barrido por aire y muy particularmente con los molinos de rodillos, en cuyo caso el separador forma un solo cuerpo con la caja del molino, que se prolonga hacia arriba. Como alternativa, el aire cargado de material procedente del molino entra en el separador por medio de un tubo ascendente, que también puede servir como mecanismo independiente para separación en corriente de aire de partículas de cualquier clase. Para un régimen constante de flujo de aire, el rendimiento de este tipo de separadores puede modificarse variando la velocidad de rotación del rotor. Figura 3.7.3.1.- Separador con rotor de aletas, con accionamiento, como unidad clasificadora independiente, con alimentación por conducto ascendente. Figura 3.7.3.2.- Separador de aire integrado con un molino ATOX para carbón. 3.7.4.- Separadores de aire dinámicos. 3.7.4.1.- Introducción. Este tipo de separadores aire son los de uso más extendido en la industria del cemento. Difieren de los dos tipos anteriores en algunos aspectos como son: 1.-El material a clasificar se dispersa en la zona en que se efectúa la separación mediante un disco o plato distribuidor giratorio. 2.-La corriente de aire necesaria para la separación se genera mediante un ventilador situado dentro de ellos mismos o exteriormente encima del aparato. Por este motivo a este tipo de separadores también se les denomina como separadores por aire circulante. 3.- La alimentación del separador con material molido se efectúa mecánicamente por medio de transportadores continuos adecuados. Aunque las bases de funcionamiento de este tipo de separadores son las mismas para todos ellos, existen modelos muy diferentes entre si en cuanto al diseño de sus partes, fundamentalmente en lo que se refiere al método empleado para la alimentación y al método de separación de las partículas, o a los sistemas adoptados para variar el rendimiento. Se pueden dividir en tres grupos: 1.-Separadores con ventilador interno. 11.-Separadores con ventilador externo y ciclones planetarios. 111.-Separadores de alta eficacia. 3.7.4.2.- Separadores de aire con ventilador interno. En este grupo se encuentran los separadores estandard de Sturtevant, Raymond, Polysius, el Heyd de FuIler y el CV de FLS. Todos se utilizan tanto con molinos de materias primas como de cemento. Todos tienen una baja eficacia (VS < 50..% ) debido a: (i).-Mala distribución del material en la sección transversal. (ii).-Mala dispersión del material en el aire de separación. (iii).- Grandes cargas de material fino están recirculando en el aire, aumentando la cantidad de finos que sale con los gruesos. Este fenómeno crece con la finura que se desea del producto y con el tamaño del separador (Con la producción). En la figura 3.7.4.2.1 puede verse una representación esquemática del separador Sturtevant, perteneciente a este tipo. Este separador tiene un rotor de paletas y entre estas y el ventilador principal se introducen unas paletas horizontales, como un diafragma. El ventilador principal, que funciona como un ventilador radial, produce una corriente de aire circulante dentro del separador. Dicha corriente de aire sale por la parte alta de la envoltura interior y vuelve hacia abajo a través del espacio que existe entre las dos envolturas, y vuelve a entrar a la envoltura interior pasando por el anillo de aletas fijas de guía o corona de alabes directores La corriente ascendente pasa junto al plato distribuidor y atraviesa las aletas del ventilador auxiliar. El material de alimentación cae sobre el plato dispersor, el cual comunica a las partículas la fuerza centrifuga suficiente para que lleguen a la zona de separación, más rápidamente que lo hace el nuevo material al plato. Listones radiales soldados al plato impiden el desplazamiento sobre el plato dispersor del material que se ha de separar. Figura 3.7.4.2.1.- Separador de aire con ventilador interno de la casa Sturtevant. Figura 3.7.4.2.1.- Separador de aire con ventilador interno de la casa Sturtevant. Existen separadores de aire en los que los ventiladores principal y auxiliar y el plato distribuidor tienen el mismo accionamiento, otros tienen el ventilador auxiliar y el plato con el eje común y un accionamiento aparte para el ventilador principal. En este último caso, la velocidad angular del ventilador auxiliar se regula de forma paulatina y el número de vueltas que da sólo supone el 50-60 % del número de vueltas del rotor del ventilador principal que es invariable. La dirección de la rotación del ventilador auxiliar es la misma que la del rotor del principal. Para no disminuir la acción del plato distribuidor, el número de vueltas del ventilador auxiliar no ha de ser inferior a 80 rpm. El eje del rotor principal es hueco y lo atraviesa el del ventilador auxiliar y el del plato. Esta disposición complica en su construcción la alimentación del material por la parte superior del separador, para salvar dicho inconveniente se ha introducido la alimentación lateral del material, como puede verse en la figura 3.7.4.2.2. Figura 3.7.4.2.2.- Turbo separador con alimentación lateral. también existen separadores en que cada uno de ellos tiene el accionamiento independiente, con el objetivo de asegurar la constancia de la velocidad de rotación del plato distribuidor. Las partículas de mayor tamaño son lanzadas más lejos (Mayor fuerza centrifuga) y chocan contra la pared cilíndrica interior del separador, a continuación resbalan sobre su superficie por la acción de la gravedad, cayendo hacia la salida de gruesos situada en el fondo de una superficie cónica. Las partículas que permanecen en suspensión en el aire son arrastradas hacia el ventilador auxiliar, el cual acelera el aire, al que ya se le había comunicado un movimiento en espiral cuando paso por la corona de alabes directores. Al aumentar la fuerza centrifuga las partículas de mayor tamaño son lanzadas contra la pared interior del separador y resbalan hacia la salida de gruesos. En la figura 3.7.4.2.3 se ilustra el efecto de pared en el separador, así como el arrastre de finos en los gruesos. Figura 3.7.4.2.3.- Representación esquemática de un separador de aire por dispersión. Efecto de pared Las partículas que aún permanecen en la corriente ascendente de aire pasan a través de las aletas del ventilador principal, que vuelve a acelerar el aire, lanzando a las partículas contra la pared externa del separador, por donde resbalan hacia la salida de finos. En el espacio entre las paredes interior y exterior las partículas finas se separan de la corriente de aire descendente como en un ciclón ordinario, pasando los finos al exterior por el fondo de la parte cónica de la envoltura exterior. Parte de las fracciones muy finas, cuya velocidad de sedimentación es muy pequeña, flotan en la corriente de aire y, por tanto, no puede impedirse que circule parte del polvo fino de modo permanente. En los de velocidad fija, el número y longitud de las paletas del rotor determinan el grado de finura y la posición del diafragma la exactitud de la finura. En los de velocidad variable, aparte de lo anterior, se pueden hacer: 1.-Ajustes en el ventilador auxiliar: Número de alabes y ajuste radial. 2.-Ajustes en el ventilador principal. La acción del ventilador auxiliar, que se opone a la del principal, puede regularse por el número de sus alabes, así a un número creciente de ellos la acción opuesta es mayor, es decir se opone con más intensidad a la corriente de aire ascendente. Los alabes del ventilador auxiliar son ajustables radialmente y cuanto más se acercan a la pared interna del separador más se opone el ventilador auxiliar al principal. Los alabes del rotor principal también son ajustables. Tal ajuste puede proporcionar mayores o menores diámetros efectivos del rotor. El ajuste al máximo hacia afuera de los alabes y con las válvulas de aire totalmente abiertas, ofrece el máximo caudal obtenible del ventilador, pero a expensas de la finura de los finos. Por ajuste de los alabes del rotor del ventilador principal, de los del ventilador auxiliar y de las válvulas de control de aire puede conseguirse cualquier finura, influyendo de modo respectivo en los caudales del separador. En la tabla 3.7.4.2.1 pueden verse diferentes modos de actuar. Para obtener las características de separación más adecuadas, es necesario realizar numerosas pruebas y ensayos, superponiendo varios ajustes. En general, al separador de aire no hay que verlo aisladamente, sino formando parte del conjunto de la instalación- de molienda. Los efectos cualitativos de la separación no dependen tan solo de las características técnicas del aparato, sino también de la carga con que funciona el separador, alcanzando su óptimo cuando puede situarse dentro de la banda proyectada. Fuera de ella, la calidad disminuye y es por esta causa que se pueden sacar conclusiones equivocadas al considerar al separador aisladamente del resto de la instalación de molienda. Por ejemplo, si por cualquier fallo del molino disminuye su grado de reducción, operando en circuito cerrado, aumenta la carga circulante y también la carga del separador de aire, creándose una situación anómala que puede interpretarse incorrectamente si se juzga como una perdida de rendimiento del separador. El consumo específico de energía de los separadores de aire depende de: 1.- Propiedades del material a separar. 2.-Caudal circulante. 3.-Finura deseada. El consumo específico de energía de los separadores de aire oscila entre 2 y 6 kWh t.. producto.. fino Los separadores estándar de Polysius y Raymond son muy similares al de Sturtevant. La mayor diferencia es que el Raymond tiene rotor con paletas selectoras dobles, es decir en dos niveles (Inferiores y superiores). Tabla 3.7.4.2.1.- POSIBILIDADES DE CONTROL DEL SEPARADOR DE AIRE. I.-AJUSTES EN EL VENTILADOR AUXILIAR. Ia.-VELOCIDAD VENTILADOR AUXILIAR Y MARCHA VENTILADOR PRINCIPAL CONSTANTES. I.al. AUMENTANDO EL NUMERO O EL TAMAÑO DE LAS ALETAS DEL VENTILADOR AUXILIAR (SIN ALTERAR EL ANGULO DE POSICION) DISMINUYE EL TAMAÑO DE CORTE EN LA SEPARACION DE LAS PARTICULAS. EL MISMO EFECTO SE CONSIGUE DISMINUYENDO LA DISTANCIA ENTRE LAS ALETAS Y LA PARED INTERNA DEL SEPARADOR. I.a2. ALTERANDO EL ANGULO DE POSICION DE LAS ALETAS DEL VENTILADOR AUXILIAR SE PUEDE MODIFICAR LA ACELERACION DE LA CORRIENTE EN ESPIRAL DE AIRE ASCENDENTE, QUE ES MAXIMA CUANDO ESTAN VERTICALES. UN AJUSTE SOBRE UN ANGULO DE 45 º, EN AMBOS SENTIDOS, DISMINUYE EL AREA EFECTIVA DE PROYECCION DE LAS ALETAS Y, CON ELLO, SE REDUCE LA ACELERACION RADIAL SI EL ANGULO SE ABRE MUCHO RESPECTO A LA VERTICAL. SE AUMENTA EL EFECTO DE LA PROPULSION EN LA CORRIENTE DE AIRE, PERO LA ACELERACION RADIAL SE REDUCE NOTABLEMENTE. SI LAS ALETAS DEL VENTILADOR AUXILIAR SE INCLINAN EN EL MISMO SENTIDO QUE SU ROTACION SE REFORZARA LA CORRIENTE DE AIRE DEBIDA AL VENTILADOR PRINCIPAL Y SE INCREMENTARA EL TAMAÑO DE CORTE. SI LAS ALETAS SE INCLINAN EN SENTIDO OPUESTO, SE REDUCIRA LA CORRIENTE DE AIRE Y DISMINUIRA EL TAMAÑO DE CORTE. I.b.-MARCHA VENTILADOR PRINCIPAL CONSTANTE Y VELOCIDAD VENTILADOR AUXILIAR VARIABLE. EL CAMBIO DE VELOCIDAD CAMBIA LA ACELERACION IMPUESTA POR EL VENTILADOR AUXILIAR A LA CORRIENTE DE AIRE EN ESPIRAL. LA ELEVACION DEL NUMERO DE VUELTAS DEL VENTILADOR AUXILIAR (CON LO QUE SE REDUCE LA CANTIDAD DE AIRE CIRCULANTE) PRODUCE EL EFECTO DE SEPARAR MENOR CANTIDAD DE FINOS DEL MATERIAL TRATADO; LA GRANULOMETRIA DE LOS FINOS QUEDA DESPLAZADA HACIA LOS GRANOS MAS FINOS. LAS VARIACIONES DE VELOCIDAD PUEDEN REALIZARSE CON LA INSTALACION EN MARCHA. SI LA BANDA DE CONTROL DEL CAMBIO DE VELOCIDAD PARA DICHO VENTILADOR FUESE INSUFICIENTE PARA CONSEGUIR EL FIN PRETENDIDO, PODRAN APLICARSE ADEMAS LAS MEDIDAS DE LA PARTE I.a. II.-AJUSTES EN EL VENTILADOR PRINCIPAL. SON POSIBLES LOS SIGUIENTES AJUSTES: II.a.-CAMBIOS EN LA VELOCIDAD DEL VENTILADOR PRINCIPAL. II.b.-CAMBIOS EN LA SUPERFICIE EFECTIVA DE LAS ALETAS DEL VENTILADOR. II.c.- VARIACION DE LA SECCION DE ASPIRACION DEL AIRE DEL VENTILADOR MEDIANTE VALVULAS. SI SE REDUCE DICHA SECCION SE DISMINUYE EL TAMAÑO DE CORTE. ESTE AJUSTE PUEDE REALIZARSE CON LA INSTALACION EN MARCHA. III.-AJUSTES EN LA CORONA DE ALABES DIRECTORES III.a.- REGULANDO EL ANGULO DE POSICION DE LOS ALABES DEL ANILLO GUIA. 3.7.4.3.- Separadores con ventilador externo y ciclones planetarios. A este grupo pertenecen los separadores La series REO , Rl, RE y RTE de FLS, el ZUB de Humboldt/Wedag y el Cyclopol de Polysius. Este tipo de separadores tiene una eficacia mayor a la del grupo anterior. Valores de VS de 5070 % son típicos En contrapartida el costo de la instalación y el consumo de energía son mayores. 3.7.4.3.1.- Separadores rotatorios de FLS. Al contrario que los separadores CV (FLS), estos separadores se utilizan en conexión con un ventilador y un ciclón separados. Mientras que el CV es una sola máquina, en este caso son tres. En cambio, el separador rotatorio no es tan complicado como el CV. La separación se lleva a cabo en el sistema rotatorio de aletas, ya que las partículas gruesas son enviadas contra la pared exterior del recipiente de separación, mientras que las partículas finas son arrastradas por la corriente de aire, producida por el ventilador externo, siendo llevadas a través del sistema de aletas fuera del separador. En el ciclón externo se separan las partículas finas como material acabado y el aire continua hacia el ventilador. La finura y la cifra de circulación se regulan cambiando la cantidad de aire a través del separador y/o modificando la velocidad de rotación del sistema de aletas. En la figura 3.7.4.3.1.1.a puede verse el tipo RT. Se utiliza para crudo en circuito cerrado con un molino Tirax. Todo el material es conducido con aire que sube a través del tubo ascendente desde el molino. El separador va equipado con un motor con un número de revoluciones fijo, que, por medio de transmisión por correa trapezoidal y reductor, acciona el sistema rotatorio de aletas. Se suministra con 4 poleas trapezoidales para el reductor, para regular el número de revoluciones. En la figura 3.7.4.3.1.1.b, puede verse el tipo RTE. Se utiliza para crudo en circuito cerrado con un molino Tirax Unidan. La mayor parte del material se introduce en el separador mediante un elevador. El resto, que comprende las partículas más finas, se introduce con el aire del molino. El separador va equipado con un motor con un número de revoluciones fijo, que, por medio de transmisión por correa trapezoidal y reductor, acciona el sistema rotatorio de aletas. Se suministra con 4 poleas trapezoidales para el reductor, para regular el número de revoluciones. En la figura 3.7.4.3.1.2.a, puede verse el tipo RE. Se utiliza tanto para crudo como para cemento en circuito cerrado con molinos Unidan o Tirax - Unidan. Todo el material se introduce en el separador mediante un elevador. El aire se introduce desde el ventilador por medio de una toma situada en un lado de la parte inferior. En el separador de crudo hay transmisión por correa trapezoidal, entre el motor y el reductor, y el número de revoluciones se regula cambiando las correas trapezoidales. Por su parte, en el separador para cemento se utiliza un motor de velocidad regulable, que va acoplado directamente al reductor. En la figura 3.7.4.3.1.2.b puede verse el tipo REC. Se utiliza para cemento en circuito cerrado con molinos Unidan Todo el material se introduce en el separador mediante un elevador. El aire se introduce desde el ventilador por medio de una toma situada en un lado de la parte cilíndrica y sale tangencialmente a los 4 ciclones planetarios. El rotor cilíndrico esta integrado con el disco distribuidor y el conjunto tiene transmisión con velocidad variable. Figura 3.7.4.3.1.1.- (a).- Separador de aire tipo RT, (b).- Separador de aire tipo RTE. Figura 3.7.4.3.1.2.- (a).- Separador de aire tipo RE, (b).- Separador de aire tipo REC. 3.7.4.4.- Separadores de alta eficacia. 3.7.4.4.1.- Introducción. En todas las fábricas de cemento del mundo se hacen grandes esfuerzos para reducir los gastos de producción y, en consecuencia, también se trata de reducir el consumo de energía. Esto ha traído consigo el interés de moler el cemento en circuito cerrado con separadores de alta eficacia, lo cual ofrece varias ventajas en relación con la molienda en circuito cerrado con separadores convencionales o con la molienda en circuito abierto. La ventaja principal es el AHORRO DE ENERGIA. Si el cemento se muele hasta cierto residuo de tamizado que, para una calidad de clinker dada, por lo general está en relación con las resistencias del cemento, el ahorro de energía que se puede obtener moliendo en circuito cerrado en vez de en circuito abierto es, para una determinada circulación, directamente proporciona! al grado de eficacia del separador de aire. En la figura 3.7.4.4.1.1 se muestra en consumo específico de energía del motor del molino (Suponiendo una molturabilidad media del clinker), para molienda hasta unos residuos en el tamiz de 30 µ m y para diferentes grados de eficacia del separador. Se observa que se puede ahorrar mucha energía si se utiliza un separador de alta eficacia. Alternativamente si se mantiene el consumo específico de energía, la utilización de un separador de alta eficacia da lugar a un cemento de mayor finura, o sea, con mejores propiedades de resistencia. Figura 3.7.4.4.1.1.- Consumo específico de energía para molienda hasta unos residuos en el tamiz de 30 µ m y para diferentes grados de eficacia del separador El grupo de separadores de alta eficacia comprende: -Raymond High Efficiency -SD de Sturtevant, -ZUB - J de Humboldt/Wedag -CAROPOL de Polysius, LAROX de Hukki, -O - SEPA de Fuller/Onoda -SEPAX (1C y 2C) de FLS. Este grupo forma una nueva generación de separadores de aire con eficacias altas, ya que valores de VS de 60-80 % son típicos. Este tipo de separadores se aplican con mejor rendimiento en molinos de cemento que producen cemento con un muy alto contenido de finos. Otra ventaja general es la facilidad para poder cambiar entre varios tipos de material. Casi todos los separadores de este grupo están utilizando el sistema de rotor cilíndrico introducido por FLS en el separador REC. 3.7.4.4.2.- Separador SEPAX. En la figura 3.7.4.4.2.1 puede verse una representación esquemática de un separador de alta eficacia del tipo SEPAX. Se compone de dos partes principales: - El propio separador. - La parte de dispersión. Las dos partes están conectadas entre si mediante un tubo vertical. El material del molino se introduce en la parte de dispersión del separador, donde el material se mezcla con una corriente de aire ascendente. Los trozos de cuerpos moledores rotos o desgastados que pueda haber en el material, caerán y saldrán del separador a través de la salida que existe para este fin. El material arrastrado por el aire va al separador y después de pasar por un sistema de celosías verticales llega al rotor. El sistema de celosías tiene tres funciones: 1.-Asegurar una distribución uniforme de la velocidad del aire a través del rotor, que es una condición necesaria para obtener una gran exactitud de separación. 2.-Hacer que el aire y el material tengan una rotación previa, lo cual asegura una buena separación previa. 3.- Recoger el material grueso rechazado por el rotor. El material grueso separado cae, del sistema de celosías, al cono de material grueso, saliendo del separador a través de la salida de dicho material. El material fino (Producto acabado> pasa por el rotor y deja el separador a través de la salida para finos, que esta situada en la parte superior del separador. El rotor se acciona mediante un motor de velocidad regulable y el ajuste de esta nos proporciona el medio de lograr la finura deseada del material acabado. La alta eficacia que se obtiene, fundamentalmente, se debe: - Al sistema especial de dispersión fuera del separador - A la distribución regular de la velocidad del aire a través del rotor. Además la construcción es sencilla y robusta. Figura 3.7.4.4.2.1.- Separador de alta eficacia SEPAX. Figura 3.7.4.4.2.1.- Separador de alta eficacia SEPAX. Figura 3.7.4.4.2.1.- Separador de alta eficacia SEPAX. La firma FLS ha diseñado el separador de alta eficacia SEPAX, que entrega en dos tipos de instalaciones: el SEPAX 1C y el 2C. El SEPAX – 1C (Figura 3.7.4.4.2.2) solamente utiliza aire frío para la dispersión/separación y todo el producto se recoge en un filtro de mangas. Este diseño se utiliza en los casos en que se desee enfriar el cemento. Tanto el producto acabado como el material grueso salen del separador a una temperatura de 70 - 75 ºC. La baja temperatura del material acabado contribuye a mejorar la resistencia de almacenamiento del cemento. En condiciones normales no hace falta prever un enfriador a parte para el polvo de cemento. Además, el enfriamiento del material grueso que se recircula al molino, hace que se reduzca la necesidad de enfriar el material en el molino mediante agua o aire. Figura 3.7.4.4.2.2.- Separador de alta eficacia SEPAX – 1C l SEPAX - 2C (Figura 3.7.4.4.2.3) utiliza el aire de circulación y el producto se recoge en ciclones planetarios. Además, un pequeño filtro de mangas con su ventilador propio efectúa el desempolvado del circuito. En este caso, tanto el material acabado como el grueso dejan el separador a una temperatura de 110 - 120 ºC. De ahí, que si la alimentación fresca al molino contiene cierta humedad, el calor del material grueso recirculado puede aprovecharse para secar la alimentación sin adición de calor desde fuera. Figura 3.7.4.4.2.3.- Separador de alta eficacia SEPAX – 2C Variando la cifra de recirculación se puede evaporar más o menos humedad en la primera cámara del molino, así para una recirculación de 3 la cantidad será de 2.0 - 2.5 % de la producción de material acabado, que puede ser incrementada al 2.5 - 3.5 % si la recirculación pasa a ser 5. Un molino dotado con un separador con enfriamiento (Utilizando aire frío), necesita una cantidad considerablemente menor de aire de ventilación a través del molino, con lo que puede utilizar un filtro de mangas más pequeño para desempolvar el aire de ventilación y, por tanto, habrá un menor consumo energético del ventilador. En resumen, las ventajas de los separadores de alta eficacia , tipo SEPAX, son: 1.- DISPERSION Y SEPARACION EN ZONAS DIFERENTES. 2.- SEPARACION Y DESCARGA DE CHATARRA PROCEDENTE DE LOS CUERPOS MOLEDORES. 3.- AIRE DE SEPARACION Y DEL MOLINO DIFERENCIADO. 4.- DISPERSION EFICAZ SIN DISCO DISTRIBUIDOR. 5.- CONTROL DE FINURA SIMPLE (2 PARAMETROS: NUMERO REVOLUCIONES DEL ROTOR Y VOLUMEN DE AIRE). 6.- POSIBILIDAD DE ENFRIAMIENTO DEL CEMENTO. La característica única del separador Sepax comparada con otros tipos de separadores de alta eficacia es la unidad externa de dispersión de la alimentación al separador. Esta característica permite que los terrones y trozos de cuerpos moledores sean quitados del sistema de separador y molino, reduciendo, de este modo, el desgaste en la sección superior del separador. También se elimina la tendencia del tabique del molino de bolas a atascarse con cuerpos moledores rotos. La mayoría de los separadores vendidos han sido incorporados en instalaciones tradicionales de molienda de cemento en las que la alimentación al separador es relativamente fina. Para instalaciones de molienda que incluyen una prensa de rodillos para premolienda, el diseño del separador ha permanecido inalterado hasta ahora. Sin embargo, como se utilizan prensas de rodillos para una proporción cada día mayor de la molienda en las instalaciones de molienda, los requisitos y aplicaciones con respecto al diseño del separador han cambiado poco. Esto ha dado como resultado el desarrollo del separador Sepax de dos etapas con desaglomerador incorporado. Al mismo tiempo, el diseño del separador ha sido puesto al día, resultando en una gama de separadores de alta eficacia actualizados para varias aplicaciones. Se ha introducido un programa flexible, de múltiples aplicaciones, de separadores Sepax modulares. Dependiente de la aplicación en cuestión, los módulos de Sepax pueden ser combinados en el sistema de separador deseado. Sepax para configuraciones de molino de bolas. La versión modernizada del separador Sepax comprende la experiencia obtenida de los más de 160 separadores vendidos. Se han modificado muchos detalles y el separador Sepax de la nueva generación ofrece las siguientes mejoras importantes: 1.-Menor altura y peso 2.-Menor pérdida de presión 3.-Menos desgaste 4.-Mantenimiento más fácil 5.-Más fácil de incorporar en instalaciones de molienda existentes Las figuras 3.7.4.4.2.4 y 3.7.4.4.2.5 muestran el nuevo separador Sepax diseñado para la alimentación relativamente fina de un molino de bolas. Las dos versiones van provistas de entrada de aire fresca y conducto de aire de recirculación, respectivamente. Como se desprende por comparación con el diseño del Sepax tradicional, el concepto básico de dispersión y separación es el mismo. Sin embargo, en el nuevo separador Sepax mostrado en la figura 3.7.4.4.2.4, la distancia entre la unidad de dispersión y la zona de separación es más pequeña. También el diseño de las unidades para recoger terrones y cuerpos moledores rotos ha sido modificado. Estas modificaciones han dado como resultado un separador extremadamente compacto y, por esto, la sustitución de un separador antiguo e ineficaz por un separador Sepax nuevo es todavía más atractivo. Se han introducido varias modificaciones para reducir la pérdida de presión en el sistema del separador. Esto sobre todo se ha logrado mediante un cambio de la velocidad del flujo de aire más uniforme a través del sistema de separador total y un flujo de aire más suave desde la entrada de aire hasta la salida del separador. Además, la colocación de celosías en la salida del separador reduce la pérdida de presión a través de la salida. La reducción de la pérdida de presión comparada con el antiguo SEPAX es de unos 80-100 m.m. c.a., correspondiente a un posible ahorro de un 10 - 20 % sobre el consumo de energía del ventilador. Figura 3.7.4.4.2.4.- Separador de alta eficacia SEPAX con entrada de aire fresco Figura 3.7.4.4.2.5.- Separador de alta eficacia SEPAX con entrada para recirculación de aire El separador Sepax con entrada de aire fresco se elige cuando se requiere refrigeración del cemento (Figura 3.7.4.4.2.6). Para instalaciones de molienda de cemento donde se tiene que secar, por ejemplo, puzolana o escorias húmedas, se elige el separador SEPAX con conducto de aire de recirculación (Figura 3.7.4.4.2.7) En este tipo de separador SEPAX, la única diferencia es, como puede verse en las figuras 3.7.4.4.2.5 y 3.7.4.4.2.7, la sustitución de la entrada de aire fresco por el conducto del ventilador de aire de recirculación. En este diseño, el tamaño de salida para terrones y cuerpos moledores rotos o desgastados ha sido reducido aún más y la misma salida ha sido ubicada en el fondo del conducto, ver la figura 3.7.4.4.2.5 punto k. Figura 3.7.4.4.2.6.- Separador SEPAX nuevo, con entrada de aire fresco en configuración con molino de bolas. Figura 3.7.4.4.2.7.- Separador SEPAX nuevo con recirculación de aire en configuración con molino de bolas. Separador SEPAX en configuraciones de prensa de cilindros/molino tubular. En la primera generación de instalaciones de prensa de cilindros/molino tubular, la prensa de cilindros se utilizaba como una unidad de premolienda, que producía una pequeña proporción de producto final (Figura 3.7.4.4.2.8). En tales instalaciones la separación del material prensado no resulta económica debido al bajo contenido de material fino (Figura 3.7.4.4.2.9). Figura 3.7.4.4.2.8.- Prensa de rodillos, de simple paso, usada para premolienda. Molienda final en un molino de bolas de dos cámaras en circuito cerrado con separador SEPAX. Figura 3.7.4.4.2.8.- Prensa de rodillos, de simple paso, usada para premolienda. Molienda final en un molino de bolas de dos cámaras en circuito cerrado con separador SEPAX. Figura 3.7.4.4.2.9.- Granulometría del clinker después de un simple paso por la prensa de cilindros, comparada con la granulometría del material en la primera cámara del molino de bolas. Sin embargo, el uso cada día mayor de prensas de rodillos incorporando recirculación del material prensado y de los rechazos del separador (Figura 3.7.4.4.2.10), ha resultado en un consumo específico de energía cada vez mayor en la prensa de rodillos y un contenido elevado de material fino en el material prensado. El contenido elevado de material fino en el material prensado ha hecho mucho más atractiva la separación intermedia. La separación del material relativamente fino no sólo mejora al rendimiento de la prensa de rodillos, sino que también permite que la carga del molino de bolas sea optimizada. Hasta ahora las configuraciones más atractivas de prensa de rodillos y molino de bolas han sido: (1). -Alimentación de material prensado directamente al molino de bolas con o sin recirculación del material prensado (Figuras 3.7.4.4.2.8 y 3.7.4.4.2.10), o (2).-Molienda a finura intermedia en la prensa de rodillos y molienda final en el molino de bolas (Figura 3.7.4.4.2.11). Sin embargo, el rendimiento de ambas configuraciones no es completamente satisfactorio. En la primera configuración (1), la presencia de partículas grandes en el material que sale de la prensa de rodillos limita la posibilidad de optimizar ¡a carga del molino de bolas. Debido a la presión baja en los bordes de los rodillos, cierta cantidad de material prensado permanece bastante grueso, conteniendo partículas de clínker de hasta 5-10 mm de diámetro. Incluso si las placas de material comprimido (Galletas) son recirculadas, todavía permanecerá cierta proporción de estas partículas gruesas, lo que hace imposible evitar la cámara de molienda gruesa en el molino de bolas. En la segunda configuración (2), la instalación consiste de un separador únicamente para la prensa de rodillos y un molino de bolas para molienda final con o sin separador. Sin embargo, esta configuración no es ideal. Hay un contenido bastante elevado de partículas finas en la alimentación al molino de bolas, lo que aumenta la tendencia a aglomeración en el molino y resulta en un rendimiento de molienda y eficacia bajos. Figura 3.7.4.4.2.10.- Prensa de rodillos para premolienda con recirculación de terrones y rechazos del separador. Molienda final en un molino de bolas de dos cámaras en circuito cerrado con separador SEPAX. Figura 3.7.4.4.2.10.- Prensa de rodillos para premolienda con recirculación de terrones y rechazos del separador. Molienda final en un molino de bolas de dos cámaras en circuito cerrado con separador SEPAX. Figura 3.7.4.4.2.11.- Prensa de rodillos en circuito cerrado con separador SEPAX para molienda a finura intermedia y molino de bolas de dos cámaras para molienda final. Sin embargo, con el nuevo sistema de separador Sepax en dos etapas, los problemas mencionados se resuelven de otra manera. Como queda mostrado en la figura 3.7.4.4.2.12, este sistema Sepax consiste en dos módulos: 1.-Un módulo inferior con desaglomerador incorporado y separador de elevado límite de separación. 2.-Un módulo superior con separador de bajo límite de separación para separación fina. Figura 3.7.4.4.2.12.- Separador de aire de alta eficacia SEPAX de dos etapas. El uso de este sistema de separación en la configuración de prensa de rodillos/molino de bolas, como queda mostrado en la figura 3.7.4.4.2.13, ofrece las siguientes ventajas: 1 .- La desaglomeración y dispersión tienen lugar en una unidad, resultando en una disposición simple. 2.- Los rechazos gruesos del separador de terrones aseguran un alto rendimiento de la prensa de rodillos. 3.-La separación del material fino de la prensa de rodillos previene sobremolienda en el molino de bolas. 4.- Los rechazos de la parte superior son adecuados para molienda con cuerpos moledores pequeños que aseguran un rendimiento óptimo del molino de bolas. 5.- El material fino de la prensa de rodillos y el molino de bolas es mezclado en la parte superior, resultando en un producto fino homogéneo. 6.- El desaglomerador interior reduce las molestias de polvo. Figura 3.7.4.4.2.13.- Separador SEPAX, de dos etapas, con prensa de rodillos para molienda a finura intermedia y molino de bolas de una cámara para molienda final. La configuración arriba descrita ha sido ensayada en el centro de investigación de FLS. La tabla 3.7.4.4.2.1 muestra los resultados de un ensayo basado en una finura Blaine de 3170 cm2/g. Las curvas de distribución de partículas por tamaño quedan mostradas en la figura 3.7.4.4.2.14. Como se desprende el contenido de partículas superiores a 2 mm en el material grueso retornado del separador de terrones es, aproximadamente, un 50% y el residuo sobre tamiz de 0.5 mm es un 80 %, aproximadamente. Esta fracción gruesa es retornada directamente a la prensa de rodillos para volver a molerla. El material para la alimentación al molino de bolas (el material de la salida superior para rechazos) consiste en parte de rechazos del material de la prensa de rodillos y en parte de rechazos del molino de bolas. Esta alimentación total al molino es bastante fina con el 99 % inferior a 2 mm y el 85 % inferior a 250 µ m . Este nivel de finura justifica el uso de una carga de molino de bolas de cuerpos moledores pequeños. Tabla 3.7.4.4.2.1.- Resultados de ensayo para molienda final de cemento en prensa de rodillos/molino de bolas Figura 3.7.4.4.2.14.- Curvas de la distribución de partículas por tamaño para la molienda final en prensa de rodillos/molino de bolas. (a).- Material fino total de la parte superior del separador Sepax (b).- Material del separador de terrones. (c).-Alimentación al molino de bolas de la salida de rechazos en la parte superior.(d).- Salida del molino de bolas. La figura 3.7.4.4.2.15 muestra las curvas Tromp para los separadores de terrones y de material fino basadas en los resultados obtenidos. De acuerdo con las curvas, el nivel de separación del separador de terrones es alrededor de 350 µ m y el nivel de separación del separador de material fino es alrededor de 46 µ m . Como se desprende de la tabla 3.7.4.4.2.1, la disposición del separador de terrones ha dado como resultado un coeficiente de circulación del separador de rechazos de Cg = 2.3 72 y un coeficiente de circulación de la 31.7 109 , correspondiente a un consumo de energía específico total en la prensa de 31.7 kWh kWh , mientras que el del molino de bolas es de 11 .8 basado en la nueva alimentación, lo que rodillos de 10.8 t t kWh hace un total de 22.6 . Si se incluye el consumo de energía del desaglomerador, del ventilador y del rotor del t kWh separador el total asciende a 25.6 . t prensa de rodillos de Cr = 3.4 Figura 3.7.4.4.2.15.- Curvas de Tromp para el separador de terrones y de material fino. El coeficiente de circulación del molino de bolas y la cantidad de material prensado que vuelve a la prensa de rodillos puede variar ampliamente, dependiendo del nivel de finura y la inclinación de la distribución granulométrica del producto fino deseado. El SEPAX en la configuración de prensa de rodillos. El nuevo separador SEPAX con desaglomerador incorporado puede ser usado no sólo para una instalación de molienda mezclada, sino también para una instalación de molienda final con una prensa de rodillos como la única unidad de molienda. Sin embargo, antes de diseñar una instalación de prensa de rodillos de molienda final, hay que tener en cuenta en consideración varios factores: 1.-Nivel de finura. 2.-La distribución de partículas por tamaño (PSD). 3.-El coeficiente de circulación deseado. 4.-Recirculación del material prensado. 5.-Separación de una o dos etapas. Es un hecho bien conocido que la molienda final en una prensa de rodillos a valores de Blaine de 3000-4500 cm2/g, producirá un coeficiente de circulación de la prensa de rodillos de C = 5-10, que es un valor considerablemente más elevado que en la configuración de molienda mezclada. Al mismo tiempo, la finura de la alimentación desaglomerada al separador es bastante gruesa y muchas veces tiene entre el 40-50 % mayor de 0.5 mm. En sistemas de separador tradicionales, la combinación de una carga de circulación muy elevada de material grueso y el nivel de separación deseado en el intervalo de 15-50 µ m , causará un elevado consumo específico de energía del separador y del rotor del ventilador de entre 5 y 15 kWh , dependiendo del nivel de finura. Tales cifras de un elevado t consumo de energía específico muestran el potencial de ahorro de energía e indican la demanda para un proceso de separación de dos etapas. Como queda mencionado, hay una proporción muy elevada de partículas gruesas en el material prensado. Si se realiza molienda final con un coeficiente de circulación de 5-6, alrededor de un 30 % de las partículas en la alimentación al separador excederá a 1 mm y alrededor de un 50 % excederá a 0.3 mm. Sin embargo, si se usa el separador Sepax de dos etapas, esa fracción gruesa será retornada del separador de terrones a la prensa de rodillos. Esto reduce el coeficiente de circulación del separador de la parte superior y, como consecuencia , la velocidad del flujo de aire, lo que reduce considerablemente el consumo de energía específico total así como el tamaño y costes del separador. Además, el desgaste en el separador de la parte superior funcionando a velocidad alta del rotor, es reducido debido a la falta de partículas grandes en la parte superior. La figura 3.7.4.4.2.16 muestra un esquema de proceso de una instalación que comprende una prensa de rodillos y un separador Sepax de dos etapas. Los resultados de ensayo de molienda final en la prensa de rodillos quedan indicados en la tabla 3.7.4.4.2.2 y las curvas de distribución del tamaño de las partículas quedan mostradas en la figura 3.7.4.4.2.17. Como se desprende, el consumo de energía especifico de la prensa de rodillos fue de 15.2 kWh y es más bajo que el t obtenido en el ensayo de prensa de rodillos/molino de bolas. Sin embargo, el consumo de energía específico del ventilador y rotor fue 3.7 kWh , y debido al elevado coeficiente de circulación del sistema del separador, esto es más t elevado que en el ensayo de prensa de rodillos/molino de bolas. Como se observa de la tabla 3.7.4.4.2.2 , el consumo de energía específico total fue 19.4 kWh . t Figura 3.7.4.4.2.16.- Separador SEPAX, de dos etapas, con prensa de rodillos para molienda final. Tabla 3.7.4.4.2.2.- Resultados de ensayo para molienda final de cemento en prensa de rodillos Finalmente la tabla 3.7.4.4.2.3, nos muestra una comparación entre el consumo de energía previsto (Finura BLAINE de 4000 cm2/g) para las diferentes configuraciones de los diagramas de flujos de las figuras anteriores. Figura 3.7.4.4.2.17.- Curvas de la distribución de partículas por tamaño para la molienda final en prensa de rodillos. (a).- Material fino total de la parte superior del separador Sepax (b).- Rechazos (c).- Material del separador de terrones. Tabla 3.7.4.4.2.3.- CONSUMO DE ENERGIA ESPECIFICO ESPERADO. Sistemas para molienda de cemento. Finura del cemento: Blaine de 400 m2 /kg 3.7.4.4.3.- Separador de alto rendimiento tipo SD de Sturtevant (Figura 3.7.4.4.3.1). La primera patente sobre este tipo de separador la obtuvo Sturtevant en 1974 y el primer separador industrial se vendió en 1984. Durante los últimos siete años se ha obtenido una constante mejora de estos separadores. En este tipo de separadores se reemplazan las paletas de selección por un rotor de jaula con barrotes (Figura 3.7.4.4.3.1), aunque se mantiene la circulación de aire interior con un ventilador y compuertas de retorno de aire para la recirculación del aire recogido en la envoltura exterior del separador. En los primeros modelos el ventilador estaba integrado en el interior del separador. El ventilador y la jaula de selección tenían un eje y una transmisión común que proporciona una velocidad invariable. El control de la finura del producto acabado se realiza ajustando el número y diámetro de los barrotes verticales de selección en el rotor del aparato y variando la velocidad del rotor. Figura 3.7.4.4.3.1.- Separador de alta eficacia tipo SD de Sturtevant Separador SD con múltiples entradas de aire tangenciales Separador SD con una entrada de aire única en voluta. Figura 3.7.4.4.3.1.- Separador de alta eficacia tipo SD de Sturtevant En los modelos siguientes se incorporo un ventilador exterior, con lo cual fue posible controlar el caudal de aire que atraviesa el separador y la velocidad de la jaula de selección de forma independiente. Esta posibilidad de variación independiente del ventilador principal y de la jaula de selección permitió mejorar considerablemente la calidad del producto acabado, así como mejorar el propio rendimiento del separador. La entrada del aire es tangencialmente, originalmente solía ser por medio de 8 entradas y en la actualidad la entrada es única en la voluta del separador. El caudal de aire está regulado por una válvula de aire integrada en el circuito. El flujo de aire por el rotor es contrario a los otros tipos, ya que los finos pasan hacia el centro del rotor y salen por abajo. La salida de finos y del aire, en los separadores SD más antiguos, era de tipo codo, dirigida hacia un filtro de mangas o a los ciclones. Cuando se empleaban dos o cuatro ciclones para el desempolvado del aire de salida del separador, existían 2 o 4 salidas tangenciales de una cámara de finos única situada en el centro del separador inmediatamente por debajo de la jaula de selección. Empleando la salida de aire tangencial se produce una menor pérdida de carga. Los modelos actuales de separadores Sturtevant SD llevan 1, 2 o 4 salidas tangenciales de aire. Las jaulas de selección (Figura 3.7.4.4.3.2.a) emplean este tipo de separadores tienen barras redondas, ya que aunque se han encontrado resultados equivalentes en cuanto al rendimiento y a la eficacia del separador con respecto a las jaulas de selección con paletas de selección verticales, la potencia consumida es menor en las jaulas de selección con barras redondas. Esto se ha demostrado especialmente interesante para los grandes separadores con jaulas de selección de hasta 4 m. de diámetro y todavía más con flujos de alimentación del orden de 1000 t . h Otra ventaja de las jaulas de selección con barras redondas es la excelente resistencia a la abrasión de las barras, así como la facilidad con que estas barras pueden ser giradas 90 o 180 º después de uno o dos años de funcionamiento, para presentar de nuevo una superficie totalmente nueva hacia el exterior de la jaula de selección. La finura del producto acabado puede controlarse ajustando el número de barras de selección. No sólo es posible cambiar fácilmente el número de estos elementos, sino incluso su diámetro, utilizando tubos de revestimiento cubriendo las barras de selección. De esta manera se obtiene un control, independiente de la velocidad de la jaula de selección, sobre la finura del producto acabado, manteniendo la velocidad necesaria para una buena distribución del material sobre el disco superior de distribución. El primer separador Sturtevant SD se proyecto sin ningún tipo de deflectores. Se comprobó, no obstante, que a ciertas velocidades de selección y dependiendo de la granulometría de la alimentación, el material tendía a acumularse en la parte baja de la voluta de entrada de aire provocando un by-pass de una cierta parte de los finos directamente sobre el cono de rechazo, sin que el material hubiese sido sometido a la clasificación normal en torno a la jaula de selección, con lo que disminuía el rendimiento del separador. Se instalaron y probaron diversas combinaciones de deflectores, que condujeron a una sensible mejora del funcionamiento del separador. La configuración óptima debe conducir, no solo a la eficacia más alta posible del separador, sino también a una mínima interferencia del torbellino generado por la entrada del aire en la voluta del separador, reforzado por la rotación de la jaula de selección. La configuración óptima debe proporcionar una pérdida de carga mínima en el interior del separador. El sistema de deflectores cónicos (Figura 3.7.4.4.3.2.b) se compone de una serie de conos truncados colocados unos encima de otros, que permiten la entrada de aire en la zona de selección con la menor turbulencia posible y los mínimos cambios en las velocidades tangenciales y radiales que, de hecho, son la base de la selección del material en el separador. Por otra parte, la gran superficie de paso entre los deflectores cónicos hace que la pérdida de carga en el sistema sea muy baja. El mecanismo de accionamiento (Figura 3.7.4.4.3.2.c) no tiene ningún rodamiento en el interior del separador, con lo cual no se encuentran sometidos al ambiente caluroso y polvoriento del interior del separador. Para la protección antiabrasión de los puntos más solicitados de los separadores, en las aplicaciones cementeras los materiales empleados corrientemente para los separadores SD incluyen el basalto, la alúmina, los aceros antiabrasivos tipo Creusabro, los aceros revestidos de una capa de carburo de cromo, la proyección de carburo de tungsteno, etc. Entre la parte dinámica (jaula de selección) y la parte estática (cámara de finos) existe una junta de estanqueidad, que es de tipo laberíntico ( Figura 3.7.4.4.3.2.d))con una tolerancia lo más pequeña posible para que constituya una junta eficaz. Para los rotores de gran diámetro es difícil mantener tolerancias muy pequeñas. Ello ha conducido, hace 3 04 años, al desarrollo de un sistema completamente nuevo compuesto por una serie de extensiones de las barras de selección. Este sistema garantiza que todo producto que encuentra la posibilidad de atravesar la junta de estanqueidad será sometido a clasificación por la extensión de las barras de selección y no incluirá pues ninguna partícula gruesa. Esta junta puede inspeccionarse con facilidad y las tolerancias pueden ser ajustadas introduciendo calces bajo los soportes del mecanismo del separador. Para obtener una alta eficacia de separación es esencial una buena dispersión del material en la zona de selección del separador. El elemento principal para obtener esta buena dispersión es la obtención de una velocidad periférica elevada de la jaula de selección. La velocidad del disco de distribución puede ser mantenida en niveles elevados, aún para la producción de cemento poco fino, ajustando correctamente el número de barras de la jaula de selección. Figura 3.7.4.4.3.2.a.- Partes de un separador de alta eficacia tipo SD de Sturtevant Actualmente Sturtevant está estudiando los separadores de alto rendimiento para finuras comprendidas entre 2 y 5 micras con objeto de formar una nueva gama de separadores. Para ello se están empleando los principios de la molienda y la clasificación utilizados en el molino de chorro Sturtevant, el micronizador (Figura 3.7.4.4.3.3). Figura 3.7.4.4.3.2.a.- El "micronizer" de Sturtevant. 3.7.4.4.4.- Separador O-SEPA de Fuller/Onoda (Figura 3.7.4.4.4.1). El separador O-SEPA funciona como el SD de Sturtevant, con un disco de distribución situado encima del rotor cilíndrico. El aire de separación procede de tres fuentes - El aire primario que consiste en el aire del molino más un 30-50 % de aire frío. - El aire secundario que puede ser aire frío o aire procedente del desempolvado del elevador, alimentadores, aparatos de transporte, etc. - El aire terciario que siempre es aire frío. El aire primario y el aire secundario entran en la zona de dispersión/separación tangencialmente por las paletas verticales, pasan al rotor arrastrando consigo los finos y continúa hacia los ciclones y el filtro. El aire terciario entra, por tres tubos, en el cono de gruesos, al objeto de limpiar otra vez los gruesos de los finos. La finura final se controla por la velocidad del rotor y por ajustes de los tres flujos de aire. En la figura 3.7.4.4.4.2 puede verse el modo de efectuar la dispersión y la separación en un separador de este tipo. Así mismo, en la figura 3.7.4.4.4.3 se da la curva de Tromp del separador O-SEPA, comparada con la de un separador convencional, tipo Whizzer. Figura 3.7.4.4.4.1.- Separador de alta eficacia y bajo mantenimiento O- SEPA Figura 3.7.4.4.4.1.- Sección transversal del rotor. Figura 3.7.4.4.4.1.- Separador de alta eficacia y bajo mantenimiento O- SEPA Figura 3.7.4.4.4.2.- Dispersión y separación en un separador O-SEPA Figura 3.7.4.4.4.3.- Curva de Tromp del separador O-SEPA, comparada con la de un separador convencional (Tipo Whizzer) 3.7.4.4.5.- Raymond Hiçh Efficiency El separador Raymond de alta eficacia es el que ha mejorado menos en comparación con los otros tipos. Todavía tiene el mismo concepto de disco de distribución y el rotor con paletas selectoras dobles. La única mejora consiste en un cambio en la entrada y salida del aire de separación y en el control de la velocidad del ventilador y del rotor. 3.7.4.4.6.- Separador ZUB - J de Humboldt/Wedag El ZUB - J es el mismo separador que el ZUB clásico, con solo dos modificaciones internas: se han instalado un rotor cilíndrico y una entrada de aire tangencial al rotor por medio de celosías. La introducción del material todavía se realiza por medio de un disco de distribución tradicional. La finura se controla por medio de la velocidad del rotor y el caudal de aire, que está regulado por una válvula de aire. 3.7.4.4.7.- Separador CAROPOL de Polysius La característica de este tipo de separador es que Polysius ha solucionado el problema de disco de distribución/rotor con una integración total, llamado “la rueda de canales”. Tiene las siguientes desventajas: desgaste, poco tiempo para la dispersión y pérdida de presión elevada. La finura se controla del mismo modo que los separadores anteriores. 3.7.4.4.8.-Separador LAROX de Hukki La empresa finlandesa Hukki y su separador LAROX son poco conocidos y tienen un concepto totalmente distinto de los demás separadores, ya que el separador no tiene partes internas móviles, luego en realidad es un separador estático. La dispersión del material se efectúa por el principio de inyección y la separación en un ciclán horizontal/vertical. Las mayores ventajas son su pequeño tamaño y la facilidad de operación. 3.7.4.5.-Ciclón - separador de aire. El ciclón-separador de aire en su aspecto estructural y en su principio de clasificación es básicamente semejante al separador de aire por dispersión. Las diferencias entre ellos estriban en la posición externa del ventilador de aire circulante y en la posición de los ciclones colectores del producto acabado. El ventilador se caracteriza por su mejor rendimiento, ya que puede desarrollar presiones más altas que los ventiladores internos de baja velocidad de los separadores clásicos, lo cual conviene para la separación de finos en los ciclones de aire de gran rendimiento. Esta forma de funcionamiento conlleva grandes caldas de presión, pero la acción clasificadora final es más efectiva que en los separadores convencionales. El aire circulante del sistema de separación queda muy aligerado de partículas finas antes de regresar a la cámara de separación. En los separadores clásicos, con su acción separadora menos efectiva, se produce una recirculación interna de las fracciones más finas, dando lugar a una disminución del rendimiento de la clasificación, lo que se elimina, virtualmente, en los ciclones separadores de aire. Generalmente, los ciclones separadores de aire pueden funcionar con menor caudal de aire circulante que los separadores clásicos de capacidad comparable, consiguiéndose una mejor separación en la banda de las partículas más finas. Por consiguiente, los ciclones separadores de aire son muy adecuados para la obtención de cementos de alta y muy alta resistencia, los cuales deben de molerse a un grado de finura muy alto. Además, puesto que el caudal de aire circulante en el ciclón separador puede variar dentro de limites muy amplios, no tan solo serán convenientes para conseguir una superficie específica determinada sino también para controlar la distribución granulométrica de los productos finales.
