IV Congreso de Revestimientos de Molino REVEMOL PERU 05-06-13 - MCP
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IV Congreso de Revestimientos de Molino
REVEMOL PERU 2013
"Análisis Preliminar P-RAM (Performance, Reliability,
Availability and Maintainability) del Molino SAG
40’x26’.”
Ing. Richard Cusi
Jefe General de Planeamiento y Confiabilidad
Ing. Javier Valderrama
Ingeniero Sénior de Confiabilidad
DESCRIPCION GENERAL DE LA EMPRESA
El Proyecto Toromocho, se ubica a 4,500 m.s.n.m. 142 Km. al este de Lima, distrito minero de Morococha, Prov. de Yauli, Junín.
ESTAMOS EN EL PERÚ – DEPARTAMENTO DE JUNIN
Minera Chinalco Perú S.A. es una empresa subsidiaria de Aluminum Corporation of China (CHALCO), su casa matriz. Es el segundo productor mundial de alúmina y el tercer productor mundial de aluminio primario.
PROYECTO TOROMOCHO
RESERVAS
Características
Mina de tajo abierto
Vamos a procesar 117 200 t/día por 36 años
• Cu 0.48 %
• Ag 5 g/ton
• Mo 0.019%
Producción anual promedio:
• 220,000 toneladas de concentrado de cobre
• 5,300 toneladas de óxido de molibdeno
• 1,500 toneladas de plata
Consumo electricidad: 200 MW
(16) CAMIONES CAT 797, 345 TM
MINA – CHANCADORA PRIMARIA – FAJA (5 Km) – PILA DE GRUESOS
CHANCADORA PRIMARIA
FAJA TRANSPORTADORA
LONGITUD : 5 Km
STOCK DE GRUESOS : 450,000 TM
PLANTA CONCENTRADORA
Diagrama de Bloques – Circuito de Molienda
Análisis P-RAM
La presentación tiene por objeto resumir el análisis de confiabilidad y del “contexto operativo” del sistema de molienda con la finalidad de identificar las causas de las probables fallas y restricciones en el proceso de conminución; así como determinar los cambios de diseño que permitan mejorar la disponibilidad, confiabilidad, mantenibilidad y la eficiencia del sistema de molienda SAG.
Objetivo:
Se realizó un estudio que consiste en identificar el problema, recolectar las evidencias, análisis de los hallazgos, proyección de costo – beneficio y un plan de acción (Que - Quien - Cuando).
Metodología:
Molino SAG - Liners
Identificación:
Hallazgo Análisis Recomendaciones
a) Thunderbolts:
No se cuenta con el número suficiente de thunderbolt para el cambio de liners del shell.
1. Mantenibilidad a. No tener el número suficiente
de thunderbolt, tiene como consecuencia un mayor tiempo en cambio de liners.
2. Disponibilidad a. No tener el número suficiente
de thunderbolt, tiene como consecuencia un tiempo mayor de parada de planta.
1. Generar la justificación formal ya sea en OPEX o CAPEX para solicitar el número necesario de thunderbolt.
a) Aseguramiento de la Calidad de los Liners: No se tiene evidencia formal del grado de dureza adecuado de los liners (sobre todo del Shell).
1. Confiabilidad a. No contar con el grado de
dureza y tener una dureza menor a lo especificado podria generar rotura de liners .
1. Realizar medición de dureza; con un procedimiento estandar
2. Desarrollar un procedimiento de arranque del SAG, definiendo settings operativos (RPM, % bolas, % mineral, etc.)
a) Dimensionamiento interno de las estructuras del Molino SAG: Se cuenta con planos de diseño e ingeniería de detalle para el montaje; no existe la verificación de estas dimensiones.
1. Confiabilidad a. Se debe contar con el
dimensionamiento interno del molino SAG, con la finalidad de tener las dimensiones para futuros cambios de diseño de liners, entre otros.
1. Realizar una medición con scanner laser al interior del molino SAG para obtener los planos 2D y 3D del correcto dimensionamiento del interior.
Hallazgos, Análisis y Recomendaciones:
Costo - Beneficio
Muestra la ganancia en tener 6 Thunderbolt adicionales.
Muestra el cálculo de indicadores económicos para un flujo de caja de 4 años, que hace rentable el proyecto.
Según los datos de los indicadores económicos, es rentable la compra de 6 Thunderbolt adicionales para el cambio de liners
2013 2,014 2015 2,016
Inversion
Adquisición de 6 Thunderbolt (1,188,000.00)
Gastos Operativos
Costo Anual H-H en Mantenimiento (300.00) (300.00) (300.00)
Costos de Mantenimiento (1,500.00) (1,500.00) (1,500.00)
Ahorro
Ahorro estimado por tener 6
thunderbolt adicionales 5,696,437.50 5,696,437.50 5,696,437.50
Flujo de Caja Neto (1,188,000.00) 5,694,637.50 5,694,637.50 5,694,637.50
Tasa de Descuento Anual 11.0%
Valor Actual Neto 10,278,729.24
Tasa Interna de Retorno 477%
Molino SAG – Tapa de Descarga - Discharge Grate Liner
Identificación:
Hallazgo Análisis Recomendaciones
Discharge Grate Liner: a) En el diseño original del grate se
tenía un slot del grate de 75mm, pero actualmente el proyecto considero grate con un slot de 50mm.
b) Se tiene un grate con un diseño de un solo apoyo en el cajón del molino.
1. Performance a) El no respetar el diseño original
del grate (abertura del slot), puede traer consecuencias de restricciones de flujo en los grates, tener menos pebbles para procesar, disminuye el área de evacuación de la pulpa.
2. Confiabilidad a) El tener un diseño del grate con
un solo apoyo, puede traer consecuencias fallas por rotura, esto por la falta de rigidez en los apoyos.
1. Cambiar el diseño del grate de uno a dos apoyos.
2. Comenzar la operación con un slot de 75mm en el discharge grate liner.
Hallazgos, Análisis y Recomendaciones:
Parrillas Molinos SAG 40’
Esperanza 40x26 Toromocho 40x26 Confluencia 40x25,5
Antapaccay 40x25 Collahuasi 40x24
PESO : 3.953 kg.
ABERTURA : 85 mm.
EVACUACIÓN : 0.616 mt²
CANTIDAD : 18 u/mol.
EVACUACIÓN TOTAL: 11.08 mt²
PESO : 1.845 kg.
ABERTURA : 50 mm.
EVACUACIÓN : 0.20 mt²
CANTIDAD : 36 u/mol.
EVACUACIÓN TOTAL: 7.2 mt²
PESO : 2.926 kg.
ABERTURA : 83 mm.
EVACUACIÓN : 0.79 mt²
CANTIDAD : 16 u/mol.
EVACUACIÓN TOTAL: 12.64 mt²
PESO : 1.658 kg.
ABERTURA : 64 mm.
EVACUACIÓN : 0.3 mt²
CANTIDAD : 32 u/mol.
EVACUACIÓN TOTAL: 9.6 mt²
PESO : 1.942 kg.
ABERTURA : 60 mm.
EVACUACIÓN : 0.30 mt²
CANTIDAD : 36 u/mol.
EVACUACIÓN TOTAL: 10.08 mt²
Características de los Discharge Grate Liners
AREA LIBRE: 0.52m2 AREA LIBRE: 0.63m2
Costo - Beneficio
Revisando la experiencia y estadística de molinos SAG de otras operaciones similares, se observa fallas en las parrillas por roturas y la eficiencia del molino SAG inicial es de alrededor de 50%, considerando lo expuesto, una de las causas de esta baja eficiencia es la abertura del slot del grate. Se espera comenzar la operación con un slot del grate de 76mm, con la finalidad de alcanzar el objetivo de la producción en el más corto tiempo a partir de la puesta en marcha.
PARRILLA REV B PARRILLA REV C
AREA LIBRE 0.52 M2 0.63M2
CAPACIDAD DE PROCESO (INGRESO SLOT)
573 KG 619 KG
CAPACIDAD RETORNO (FLOW BACK)
21KG 22.5 kg
Molino SAG - Liners
Identificación:
Hallazgos, Análisis y Recomendaciones: Se realizó el análisis correspondiente al diseño actual y al diseño propuesto
mediante el modelamiento del comportamiento del flujo en la tapa de descarga
Restricciones de canales de evacuación: el tamaño del slot de la parrilla, genera que material de 75mm pase por los canales del pulp lifter, lo que origina la estrangulación del flujo en las zonas de restricción.
Restricciones de canales de evacuación: Se aumenta el área de evacuación en más del 50%, para las mismas condiciones de operación, las restricciones anteriores que provocan la estrangulación del flujo, disminuyen de manera proporcional.
Hallazgos, Análisis y Recomendaciones:
Compresión de paredes laterales: Se observa que ambas paredes están expuestas a la presión del material de manera similar lo que nos indica que existe estrangulación en este canal.
Compresión de paredes laterales: Se observa claramente que las paredes opuestas a la circulación del material tienen muy poca presión de material, lo que indica que no existe estrangulación del canal
Hallazgos, Análisis y Recomendaciones:
Zonas críticas y de mayores esfuerzos: la zona de deflexión del pulp discharge es uno de los puntos críticos en cuanto al desgaste de estas piezas. Esto lo provoca la suma de las fuerzas de compresión sobre las paredes y la alta velocidad del flujo.
Zonas críticas y de mayores esfuerzos: la zona de deflexión del pulp discharger es uno de los puntos criticos en cuanto al desgaste de estas piezas. esto lo provoca la suma de las fuerzas de compresion sobre las paredes y la alta velocidad del flujo.
Hallazgos, Análisis y Recomendaciones:
Zonas críticas y de mayores esfuerzos: el impacto en la zona de respaldo del outer pulp lifter debido al material no evacuado, genera ratios mayores de desgastes en el outer pulp lifter (Ver figura).
Zonas críticas y de mayores esfuerzos: Al cambiar la configuración del inner y ampliar las áreas de descarga, los valores de recirculación se reducen en un 60%, lo que provoca una gran disminución en los desgastes de esta zona del outer pulp lifter, dejando solo 1 de cada 4 respaldo con un impacto mayor.
Hallazgo Análisis Recomendaciones
a) Al realizar el modelamiento con el diseño actual se encontró: Restricción de canales de
evacuación. Compresión de paredes
laterales. Zona crítica (desgaste) y de
mayores esfuerzos.
b) Se encontró un número alto de piezas en el diseño actual de la tapa de alimentación del molino SAG.
1. Performance Las restricciones encontradas
genera la estrangulación del flujo que a la vez pasa por los canales del pulp discharge.
La compresión en las paredes laterales encontradas, pueden ocasionar fallas en el material del diseño original
En las zonas críticas es probable encontrar un ratio de desgaste mayor al esperado.
2. Mantenibilidad Un número alto de piezas,
trae como consecuencia un mayor tiempo de parada por
el cambio de estas piezas.
1. Generar el AFE/CAPEX con la justificación necesaria para conseguir la aprobación.
2. Realizar el cambio de diseño de la tapa de alimentación, con la finalidad de garantizar la producción requerida.
Hallazgos y Análisis:
Configuración de la Tapa de Descarga
Outer Pulp Lifter
Filler Block Incorporado
Middle Pulp Lifter
Inner Pulp Lifter
Cono sacrificio
Middle liner
Lifter para sujetar 2 parrillas
Parrilla REV-B
Parrilla REV-C
Simulación de la Tapa de Descarga
CONFIGURACION DE FLUJO EN CAJONES
VISTA FRONTAL VISTA LATERAL
Con estos 3 valores, se establece la capacidad de proceso del análisis de los cajones de descarga.
Material en descarga
Material recirculante
Material evacuado
Simulación de la Tapa de Descarga
Costo - Beneficio
Cuadro. Muestra ahorro de tiempo en mantenimiento aprox. 20 horas, para una mayor disponibilidad.
Cuadro. Muestra un ahorro en peso aprox. 112.95 Toneladas, para ser aprovechado en mayor carga o ahorro de energía.
DISEÑO ORIGINAL (ACERO
FUNDIDO)
CANTIDAD
DE PIEZAS
#
MOVIMIENT
OS
RATIO DE
MOVIMIENTOS
(# Mov. / Hr)
TIEMPO
APROX. DE
CAMBIO (Hr)
INNER CLAMP RING 1 2 2 1
PULP DISCHARGE 9 18 2 9
INNER PULP LIFTER 18 36 6 6
MIDDLE PULP LIFTER 18 36 6 6
OUTER PULP LIFTER 36 72 6 12
TOTAL 82 164 22 34
PROPUESTA DE NUEVO
DISEÑO (GOMA CERAMICA)
CANTIDAD
DE PIEZAS
#
MOVIMIENT
OS
RATIO DE
MOVIMIENTOS
(# Mov. / Hr)
TIEMPO
APROX. DE
CAMBIO (Hr)
CONO DESMONTABLE 1 2 4 0.5
PULP DISCHARGER S/CONO 9 18 4 4.5
MIDDLE PULP LIFTER 18 36 8 4.5
OUTER PULP LIFTER 18 36 8 4.5
TOTAL 46 92 24 14
20
97,500
3,900,000
TIEMPO DE AHORRO (Hr)
TONELAJE GANADO CON UN ESCENARIO DE 4875 TPH (TON)
$ GANADO CON UN ESCENARIO DE US$40/TON PROCESADO
AHORRO EN TIEMPO DE MANTENIMIENTO
PROYECTO ORIGINAL
(ACERO FUNDIDO)
CANTIDAD
DE PIEZAS
PESO CONJUNTO
(kg.)
INNER CLAMP RING 1 267
PULP DISCHARGE 9 13,149
INNER PULP LIFTER 18 55,314
MIDDLE PULP LIFTER 18 31,788
OUTER PULP LIFTER 36 104,148
CANTIDAD TOTAL PIEZAS 82 204,666
PROYECTO ACTUAL (GOMA
CERAMICA)
CANTIDAD
DE PIEZAS
PESO CONJUNTO
(kg.)
CONO DESMONTABLE 1 2,400
PULP DISCHARGER S/CONO 9 21,060
MIDDLE PULP LIFTER 18 17,694
OUTER PULP LIFTER 18 50,562
CANTIDAD TOTAL PIEZAS 46 91,716
112,950
2.71
1,461
3,073
1,766
2,893
2,809
AHORRO EN PESO
PESO TOTAL
Peso Unitario
(kg.)
2,400
AHORRO EN PESO (Kg)
% BOLAS GANADAS (1% = 41.7 TON)
Peso Unitario
(kg.)
267
PESO TOTAL
2,340
983
Costo - Beneficio
Con los cambio de diseño antes expuestos se espera alcanzar el objetivo de la producción en el más corto tiempo (3 meses)a partir de la puesta en marcha
Molino SAG – Trunnion
Identificación:
Hallazgo Análisis Recomendaciones
Trunnion: a) Se encontró que el anillo del
trunnion y los pernos de anclaje del pulp discharge no es recubierta con goma y estarían en contacto con el mineral procesado.
b) El proyecto no contemplo contar con un juego de trunnion liner en spare.
1. Confiabilidad a) El no contar con un
recubrimiento el anillo y los pernos están sometidos al desgaste abrasivo por el contacto con el mineral procesado, es probable que nos encontremos con un ratio de desgaste mucho mayor al esperado.
2. Confiabilidad a) El no contar con un juego de
trunnion liner, puede traer como consecuencia tiempo de parada muy largo del molino SAG por la falla de este liner.
1. Preparar un procedimiento y/o especificación técnica para el recubrimiento del anillo del trunnion y los pernos de anclaje del pulp discharge.
2. Recubrir el anillo del trunnion y los pernos de anclaje del pulp discharge antes de la puesta en marcha.
3. Justificar la adquisición de un juego de trunnion liner en spare.
Hallazgos, Análisis y Recomendaciones:
Se observa, los pernos de anclaje del Pulp Discharge y el anillo del Trunnion no están cubiertos y quedan expuestos al flujo.
Hallazgos:
Molino SAG – Trommel
Identificación:
Hallazgo Análisis Recomendaciones
Trunnion: a) Se encontró que los paneles del
trommel son de material poliuretano, que es un material relativamente frágil para el tamaño de material que va a pasar por los slot de 75mm de los discharge grate.
b) El proyecto no contemplo contar con un juego paneles del trommel en spare.
c) Se encontró que la sujeción de los paneles del trommel (pernos) tiene una configuración que hace difícil realizar el cambio de los paneles y existe un riesgo adicional a la seguridad (baja mantenibilidad).
1. Confiabilidad a) El tener un material relativamente
frágil para el tamaño de material que se va a procesar, trae como consecuencia la rotura de los paneles de trommel ocasionando paradas por mantenimiento correctivo.
2. Disponibilidad a) El no contar con un juego de
paneles del trommel, puede traer como consecuencia tiempo de parada muy largo del molino SAG por la falla de este liner.
3. Mantenibilidad a) Se debe buscar un sistema de
sujeción de los paneles del trommel con meor riesgo a la seguridad y con mayor mantenibilidad. Se toma como referencia Antamina.
1. Cambiar de material de los paneles del trommel de poliuretano a caucho.
2. Justificar la adquisición de un juego de paneles del trommel de material caucho.
3. Proponer un nuevo sistema de sujeción de los paneles del trommel, se puede considerar la sujeción tipo Rodon, que actualmente lo están utilizando otras operaciones mineras
Hallazgos, Análisis y Recomendaciones:
Hallazgos:
Molino SAG – SAG Mill Screen
Identificación:
Hallazgos:
Hallazgo Análisis Recomendaciones
Screen: a) Se encontró que las mallas que
tenemos vienen con slots sin ángulos de evacuación y con una dureza de 80 shorts.
b) El proyecto no contemplo contar con un juego de malla de la zaranda en spare.
1. Performance a) El no contar con un angulo de
evacuación y material muy duro, crea un escenario de alto taponamiento de las mallas, evitando la correcta selección del mineral.
2. Disponibilidad a) El no contar con un juego de mallas
de la zaranda, puede traer como consecuencia tiempo de parada muy largo del sistema de molienda.
1. Obtener un nuevo diseño en material y dimensionamiento de los slot y la malla de la zaranda para dar mayor rendimiento en la selección del mineral.
2. Justificar la adquisición de un juego de malla de la zaranda en spare.
Conclusiones
Antes de la puesta en marcha del proyecto, se realizó estudios en el circuito de molienda con la finalidad de alcanzar el objetivo de la producción en el más corto tiempo a partir de la puesta en marcha.
Se realizó estudios y se propone cambio de diseños con la finalidad de aumentar el área de evacuación en la descarga del molino SAG.
Con el cambio de diseño en la tapa de descarga del SAG, se estima un reducción en peso de aprox. 113.0 Ton. Con el cual se puede incrementar en un 2.7% de bolas al porcentaje de diseño, también puede ser aprovechado en mayor carga o ahorro de energía.
Conclusiones
Con el cambio de diseño en la tapa de descarga del SAG, se estima una mejora en la mantenibilidad con una disminución del tiempo de cambio de liners de aprox. 20 Hr.
Se realizó benchmarking de los diseños de liners de la descarga del molino SAG usados en operaciones similares.
Se espera contar con los repuestos en spare y herramientas necesarios para la puesta en marcha y operación del circuito de molienda.
El análisis antes expuesto se realizó gracias a la incorporación del equipo de operaciones planta en la etapa de la construcción del proyecto.
GRACIAS