Bolas de acero laminado en caliente para molinos de bolas: ajuste del tamaño de reposición a medida que se desgastan los revestimientos

El desgaste de los revestimientos es un motivo para revisar el tamaño de las bolas de reposición, pero no justifica un aumento o una reducción automáticos. Vale la pena probar un cambio cuando el desgaste medido de los revestimientos coincide con una pérdida persistente del rendimiento de molienda y se han comprobado las características de la alimentación, la carga de bolas, las condiciones de la pulpa y la clasificación. Si el rendimiento, el tamaño del producto y el consumo de medios de molienda siguen siendo aceptables, mantener el tamaño de reposición existente puede ser la mejor decisión operativa.

Para los operadores que utilizan bolas de acero laminadas en caliente en un molino de bolas, la cuestión práctica es si la carga de bolas existente sigue proporcionando la rotura necesaria con el estado actual de los revestimientos. Las bolas de reposición de mayor tamaño pueden ayudar cuando las partículas gruesas atraviesan el molino porque la rotura por impacto es insuficiente. Las bolas más pequeñas, o una mezcla con una mayor proporción de bolas pequeñas, pueden ayudar cuando la rotura de partículas gruesas sigue siendo adecuada, pero la molienda fina limita el rendimiento. Ninguno de estos ajustes puede restablecer la acción de elevación de un revestimiento muy desgastado.

Evalúe el estado de los revestimientos junto con el movimiento de la carga

El desgaste de los revestimientos afecta a más que el espesor del revestimiento de la carcasa. A medida que los levantadores pierden altura y cambia la forma de sus caras de trabajo, pueden transportar y liberar la carga de manera diferente. Una menor elevación puede reducir los impactos disponibles para la rotura de partículas gruesas. Según la geometría de los revestimientos y las condiciones de operación, una mayor parte de la carga puede desplazarse mediante movimientos de rodadura, cascada o deslizamiento.

Al mismo tiempo, el adelgazamiento de los revestimientos de la carcasa aumenta el diámetro interno de trabajo. A una velocidad de rotación fija, esto aumenta la fracción de la velocidad crítica. El movimiento resultante de la carga depende de este cambio de diámetro, junto con la forma de los levantadores, el nivel de llenado de bolas y las condiciones de la pulpa. Por lo tanto, una regla sencilla como «los revestimientos desgastados siempre producen impactos más débiles» es demasiado general para orientar un cambio de tamaño.

Durante las inspecciones planificadas, registre la altura restante de los levantadores, el perfil de sus caras y la distribución del desgaste, siguiendo los procedimientos de aislamiento del sitio. Compare estas mediciones con los resultados operativos del mismo período. Un único espesor medio de los revestimientos puede ocultar un desgaste localizado que afecta al movimiento de la carga o expone determinadas zonas a los impactos.

Mantenga separados los límites de desgaste aprobados para los revestimientos y la decisión sobre el tamaño de reposición. Cuando el espesor restante, el estado de los levantadores, la integridad de las fijaciones o los componentes expuestos requieran mantenimiento, cambiar el tamaño de las bolas no sustituye ese trabajo.

Determine la causa de la pérdida de rendimiento

Antes de cambiar el tamaño de reposición, compare períodos de operación con condiciones razonablemente similares de alimentación y circuito. Una disminución del rendimiento hacia el final de una campaña de revestimientos puede deberse a un mineral más duro, una alimentación más gruesa, una menor cantidad de bolas o un problema de clasificación. Atribuir toda la disminución al desgaste de los revestimientos puede llevar a un cambio de tamaño de bolas que no resuelva la causa real.

Una comparación útil incluye el caudal y la distribución granulométrica de la alimentación fresca, indicadores de dureza de la alimentación cuando estén disponibles, la finura del producto, la potencia del molino, el nivel de llenado de bolas, las adiciones de bolas de reposición y la densidad de la pulpa. En un circuito cerrado, incluya la presión de los ciclones, el rendimiento de la clasificación y la carga circulante. La potencia por sí sola no permite identificar el ajuste necesario: un molino puede consumir una cantidad considerable de energía y, aun así, utilizarla de forma ineficiente para obtener el producto requerido.

Preste especial atención a dónde cambia la distribución granulométrica. Una mayor cantidad de material grueso en la descarga del molino o en el retorno del clasificador puede indicar una rotura insuficiente de partículas gruesas, especialmente si la alimentación se ha mantenido comparable. Un producto final más grueso sin un cambio equivalente en el material grueso de la descarga puede requerir un análisis más detallado de la clasificación y de la capacidad de molienda fina. Tome muestras del circuito en puntos y condiciones operativas constantes para que estas diferencias sigan siendo significativas.

Siempre que el acceso para inspección lo permita, compruebe la propia carga de bolas. El diámetro de reposición describe las bolas que se añaden, no toda la carga, que contiene bolas en distintas etapas de desgaste. Un nivel de llenado bajo, la falta de bolas grandes o la acumulación de medios pequeños desgastados pueden afectar al rendimiento. Aumentar el diámetro de reposición sin comprender la carga existente puede crear otro desequilibrio.

Elija el sentido del ajuste según las necesidades de rotura

Considere un tamaño de reposición mayor cuando la rotura de partículas gruesas limite claramente el rendimiento. Entre los indicios posibles se encuentran una fracción gruesa persistente en la descarga, un nivel de llenado de bolas adecuado y una alimentación que se haya vuelto más gruesa o más difícil de triturar. Las bolas más grandes tienen más masa y pueden aportar más energía por impacto cuando el molino las eleva y libera eficazmente. El beneficio depende de ese movimiento; añadir masa a bolas que se elevan mal puede aportar pocas mejoras.

Con la misma masa total de medios de molienda, las bolas más grandes también significan menos bolas y una menor superficie total. Esto puede reducir los contactos disponibles para la molienda fina. Una prueba puede mejorar la rotura de partículas gruesas y, al mismo tiempo, dejar un producto final más grueso, sobre todo si el circuito ya tiene una capacidad limitada de molienda fina. Antes de aceptar el cambio, evalúe ambos extremos de la distribución granulométrica.

Considere un tamaño de reposición menor o una mezcla revisada cuando la rotura de partículas gruesas siga siendo suficiente. Una mayor cantidad de medios pequeños puede aumentar las oportunidades de contacto y la superficie de molienda para una masa de carga determinada. Esto puede ser adecuado para una alimentación más fina o para una operación en la que el trabajo restante se concentre en partículas pequeñas. Ir demasiado lejos en esta dirección puede dejar al molino sin la energía de impacto necesaria cuando vuelve a recibir una alimentación gruesa o más dura.

Una mezcla puede conservar una proporción de bolas para la rotura de partículas gruesas y, a la vez, aumentar el suministro de medios más pequeños. Sus proporciones deben ajustarse a los requisitos de alimentación y producto, a la carga retenida y a los límites operativos del molino. Las reglas basadas en el calendario, como cambiar el tamaño a mitad de cada campaña de revestimientos, no tienen en cuenta las diferencias del mineral ni del perfil de desgaste.

La uniformidad de los medios también es importante durante esta evaluación. El diámetro, el tratamiento térmico, el comportamiento frente al desgaste y la resistencia a la rotura pueden influir en la evolución de la carga. Al considerar bolas de acero forjadas junto con medios laminados en caliente, compare las especificaciones de fabricación pertinentes y los registros de calidad. Cambiar a la vez la fuente, el material y el diámetro de los medios dificulta identificar qué cambio afectó al rendimiento.

Realice una prueba que el equipo de operación pueda interpretar

Empiece con una hipótesis por escrito; por ejemplo, que aumentar la proporción de bolas grandes debería reducir la fracción gruesa con un caudal de alimentación y unas condiciones del mineral comparables. Defina el resultado deseado y las condiciones que pondrían fin a la prueba. Estas podrían incluir un aumento inaceptable del consumo específico de energía, un producto más grueso, una mayor rotura de bolas o indicios de impactos perjudiciales.

Realice un ajuste limitado dentro del margen operativo permitido por el proveedor del molino y de los revestimientos. Mantenga la tasa de adición bajo control en función del inventario de la carga. Si la prueba pretende evaluar el diámetro, evite aumentar involuntariamente la masa total de bolas al mismo tiempo. Registre las adiciones por tamaño y masa para poder reconstruir el cambio en la mezcla de reposición.

La carga responde gradualmente. Las bolas existentes permanecen en el molino y siguen desgastándose, por lo que un tamaño de reposición revisado puede necesitar un tiempo de operación considerable para modificar la distribución retenida. Determine la duración de la prueba teniendo en cuenta la tasa de adición de medios, la masa estimada de la carga y las mediciones de esta, cuando estén disponibles. Un cambio inmediato en la potencia o el rendimiento puede deberse a variaciones del mineral o de la operación antes de que la nueva mezcla de reposición haya modificado sustancialmente la carga.

Utilice un conjunto breve de criterios de aceptación:

• Rendimiento con la finura de producto requerida, teniendo en cuenta el tamaño y la dureza de la alimentación.
• Consumo específico de energía, evaluado junto con el rendimiento y el tamaño del producto.
• Consumo de medios por tonelada, teniendo en cuenta la acumulación o la reducción de la carga.
• Material grueso en el circuito, rotura de bolas y cualquier indicio de impactos anormales en los revestimientos.

Las tendencias de sonido y vibración pueden respaldar la evaluación cuando el sitio dispone de patrones de referencia establecidos. Deben interpretarse junto con las mediciones del proceso y los resultados de las inspecciones. Una señal de impacto inusual tras aumentar el tamaño de las bolas merece investigación, aunque el rendimiento mejore a corto plazo.

Si un ajuste controlado no produce una respuesta útil, revise el diagnóstico antes de realizar otro aumento. Los levantadores desgastados, una acumulación excesiva de pulpa, una clasificación inestable o una velocidad de operación inadecuada pueden determinar el resultado. Los cambios repetidos de tamaño pueden ocultar esas causas y dejar una distribución de carga costosa que luego haya que corregir.

Conserve los registros de la prueba para el siguiente reemplazo de revestimientos. Una mezcla de reposición adecuada para revestimientos desgastados puede comportarse de forma diferente cuando se restablezca la altura completa de los levantadores. Revise la mezcla durante la puesta en marcha y registre el estado de los revestimientos en el que resultó útil cada ajuste. A lo largo de varias campañas, estas observaciones pueden servir para establecer una estrategia de reposición específica para el sitio, vinculada al desgaste medido y a las necesidades de molienda.