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MEMORIA DE CÁLCULO ELEVADORES DE CAPACHO - PLANTA TOSTACIÓN

A 25/02/13 COORDINACIÓN INTERNA AB PS JR

REV. FECHA EMITIDO PARA POR REV. APR. REV. APR.

EMPRESA COLABORADORA CODELCO

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REV.

A

TABLA CONTENIDO

1 OBJETIVO ......................................................................................................... 3

2 ALCANCE ......................................................................................................... 3

3 BASES DE CÁLCULO ...................................................................................... 3 3.1 Metodología para el dimensionamiento de elevadores ......................................... 3 3.2 Dimensionamiento de Elevadores de Capacho .................................................... 4 3.3 Cálculo de Potencia de Motor ............................................................................... 5 3.4 Datos de Entrada ................................................................................................... 6

4 RESULTADOS Y CONCLUSIONES ................................................................. 6

5 REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFIA ................................................................... 7 5.1 Normas, Códigos y Estándares ............................................................................. 7 5.2 Documentos y Planos de Referencia .................................................................... 7

ANEXO A ................................................................................................................ 8

ANEXO B .............................................................................................................. 10

1 OBJETIVO El objetivo de este documento es dimensionar un conjunto de Elevadores de Capacho, cuya función es transportar el Concentrado de Molibdeno (MoS2), los polvos recuperados y la calcina (Trióxido de Molibdeno MoO3) en aquellos lugares que el flujo de mineral requiere un cambio de elevación, dentro de la Planta de Tostación.

2 ALCANCE Este documento contempla los cálculos de las potencias requeridas por los elevadores de capachos de la Planta de Tostación. Comprende además el cálculo de las masas en movimiento, tensión de la correa y diámetro de poleas.

Servicio Nº TAG Cant Alimentación Descarga Tipo Concentrado ,

polvos recuperados y OxMo fuera

de especificación

34310-CPC-001 34310-CPC-002 34310-CPC-003 34310-CPC-004

4

Cinta pesométrica y tornillo de

recuperación de polvos y OxMo fuera

de especificación

Molino de Pines

Continuo de correa Capachos metálicos,

protección interior resistente al cloruro férrico. Doble (dos

etapas)

Calcina 34310-CPC-005 1 Correa Pesométrica Harneros

Clasificadores de tamaño

Continuo de cadena Capachos metálicos

Calcina 34310-CPC-006 34310-CPC-007

1 Tornillos

alimentadores

Tornillos transportadores clasificadores


Calcina 34310-CPC-008 1 Tornillo mezclador de

calcina Silos de envasado


3 BASES DE CÁLCULO

3.1 Metodología para el dimensionamiento de elevadores Para el dimensionamiento de los elevadores de capacho se utilizará las recomendaciones de fabricantes responsables de preparar el CEMA Bucket Elevator Book, los cuales tienen catálogos de selección con tamaños normalizados de elevadores. Para establecer los flujos de material que debe manejar cada elevador se consideran cuatro corrientes, estas son:

El flujo másico de Concentrado de Molibdeno con el cual debe ser alimentado el tostador (Multiple Hearth Furnace),

El flujo de polvos recuperados de la limpieza de gases y Trióxido de Molibdeno fuera de especificación,

El flujo de calcina producido por el tostador, El flujo de Trióxido de Molibdeno requerido para la etapa de envasado y el bajo flujo del

molino de martillos que debe ser recirculado al harnero clasificador de tamaño. El flujo másico que debe manejar cada elevador se expresa como TMPH “as conveyed”, es decir con el contenido de agua (% de humedad) que posea el Concentrado de Molibdeno. El Trióxido de Molibdeno se considerará seco.

Los parámetros principales de diseño de los elevadores son las características del mineral transportado y el flujo, esto define el tipo (centrífugo o continuo), tamaño de los capachos, separación entre capachos, material de capachos, recubrimientos, velocidad de la correa o cadena que contiene a los capachos, los que en conjunto con la densidad aparente máxima y la altura de elevación, determinan la potencia requerida.

3.2 Dimensionamiento de Elevadores de Capacho Considerando el método de selección del Catálogo “Material Handling” de Martin Sprocket & Gear, para el manejo de molibdenita, clasificada según ANSI/CEMA 550 como Clase B35, se recomienda el uso de elevadores de capachos con descarga continua de la serie 700, y capachos del tipo “MF” (Medium Front).

Tabla 4.1 Elevadores de Capacho descarga continua de cadenas

Tabla 4.2 Elevadores de Capacho descarga continua de correa

Como se puede ver en las tablas 4.1 y 4.2, la selección del tamaño de los elevadores depende directamente de la capacidad volumétrica, y con ese dato de entrada se puede determinar el tamaño de los capachos, cuyas dimensiones se indican en la tabla 4.3.

Tabla 4.3 Capachos para descarga continua, tipo MF.

La distancia entre ejes de poleas o ruedas (He) se calcula según la siguiente expresión:

RGFJHHe )(

Donde, ΔH es la altura de elevación del material, J, F, G, R son dimensiones del elevador indicadas en Anexo B. Una vez seleccionado el tipo de capacho, debe verificarse que la capacidad del elevador en operación supere la capacidad de diseño, en el caso contrario se debe seleccionar capachos con mayor capacidad. La capacidad del elevador en operación se calcula por medio de la siguiente ecuación:

s

VqQ aparenteCo

Cal

3600

Donde,

QCal= Capacidad del elevador calculada, tph qco= Capacidad de capacho en operación, m3 V= Velocidad, m/s ρaparente=Densidad aparente, kg/m3 s= Espaciamiento entre capachos, m

3.3 Cálculo de Potencia de Motor El peso de material transportado por longitud de elevador es,

s

qM C

1000

Donde, M = Peso del material, kg/m = Gravedad específica del material, t/m3

Cq = Capacidad de cada capacho lleno, m3

s = Espaciamiento entre capachos, m La Potencia del Motor requerido por el elevador es:

nTransmisióMotor

eHMVP

Donde,

V=Velocidad de capachos, m/s M= Peso del material, kg/m He= Distancia entre ejes de poleas, m ηMotor= Rendimiento motor, 95% ηTransmisión= Rendimiento Transmisión, 75%

3.4 Datos de Entrada Para el dimensionamiento de los elevadores de capachos, se utilizaron las características de los materiales a manejar que se detallan en la siguiente tabla.

Tabla 4.5 Datos de diseño para elevadores de capacho

Nº TAG Cant Capacidad

mínima, (TMPH)

Elevación del

material, (m)

Material Densidad

aparente sólido, (t/m3)

Densidad sólido, (t/m3)

Humedad de material,

(%)

34310-CPC-001 34310-CPC-002 34310-CPC-003 34310-CPC-004

4 5,5 18

Concentrado , polvos

recuperados y OxMo fuera de especificación

1,72 2,2 10

34310-CPC-005 1 3,5 9 Calcina 1,72 2,2 0 34310-CPC-006 34310-CPC-007

1 3,5 18 Calcina 1,72 2,2 0

34310-CPC-008 1 3,5 14 Calcina 1,72 2,2 0

4 RESULTADOS Y CONCLUSIONES En el anexo A se detalla el cálculo desarrollado para el dimensionamiento de los elevadores. En la tabla adjunta se muestra un resumen de los resultados para cada elevador.

Tabla 5.1 Resumen de cálculos para elevadores de capacho TAG Velocidad,

m/s Altura

levante material,

m

Capacidad Requerida,

tph

Capacidad a velocidad operación,

tph

Potencia Motor

Seleccionado,hp

34310-CPC-001 @ 004 0,41 18 5,5 14 3

34310-CPC-005 0,41 9 3,5 14 1,5

34310-CPC-006/007 0,41 18 3,5 14 3

34310-CPC-008 0,41 14 3,5 14 3

Coincidentemente para los elevadores de concentrado y de calcina se tienen iguales dimensiones de carcasa, siendo la altura de elevación la única variable para cada caso. En Anexo B se muestra figura con ubicación de las dimensiones mostradas en la siguiente tabla.

Tabla 5.2 Dimensiones de elevadores de capacho seleccionados

En tabla 5.3 se indican las características de las cadena/sprockets y correa/poleas para los elevadores de capachos seleccionados.

Tabla 5.3 Características de poleas y ruedas de elevadores de capachos

TAG

Tipo Cadena,

Nro.

Paso cadena,

inch

Diámetro paso

Sprocket Cabeza,

inch

Nro de dientes

Sprocket Cabeza

Diámetro paso

Sprocket Bota, inch

Nro de dientes

Sprocket Bota

Ancho correa,

inch

Diámetro Polea

cabeza, inch

Diámetro Polea bota, inch

34310-CPC-001 @ 004 - - - - - 9 20 14

34310-CPC-005 N102B 4 16 16 14,25 11 - - -

34310-CPC-006/007 N102B 4 16 16 14,25 11 - - -

34310-CPC-008 N102B 4 16 16 14,25 11 - - -

5 REFERENCIAS Y BIBLIOGRAFIA Para el desarrollo de esta memoria de cálculo se ha utilizado los siguientes antecedentes:

5.1 Normas, Códigos y Estándares Catálogo “Material Handling” de Martin Sprocket & Gear. ANSI/CEMA Standard 550

5.2 Documentos y Planos de Referencia xxx Criterio de Diseño para Mecánico. Xxx Especificación Técnica Elevador de Capachos de Concentrado xxx Especificación Técnica Elevador de Capachos de Calcina xxx Diagrama de Flujo de Proceso Planta Tostación xxx Diagrama de Flujo de Proceso Planta Tostación

ANEXO A

PLANILLA DE CÁLCULO ELEVADORES DE CAPACHO

34310-CPC-001 @ 004 Imperial SI

Capacidad Requerida 5,5 TMPH

Factor de diseño 1,2

QD Capacidad de Diseño 6,6 TMPH

Densidad aparente material 1,72 ton/m3

Densidad aparente compactada 2,2 ton/m3

Tipo Elevador Continuo de correa

Numero Elevador BE766B

Dimensiones de Capacho 8x5x8

Qc Capacidad Capacho lleno 0,07 ft3 0,002 m3

Qco Capacidad Capacho operación 0,04 ft3 0,001 m3

s Espaciamiento capachos 8 inch 0,20 m

M Peso material transportado 21,46 kg/m

V Velocidad capachos 80 fpm 0,41 m/s

H Altura elevación material 18 m

He Distancia entre ejes 19,3 m

Qcal Capacidad calculada 14,0 tph

Verificación Tamaño capachos (Qcal>QD) OK

P Potencia requerida 2,9 HP 2,16 kW

PM Potencia Motor Seleccionado 3,0 HP 2,2 kW

34310-CPC-005 Imperial SI




Densidad aparente 1,72 ton/m3


Tipo Elevador Continuo de cadena

Numero Elevador BE766













34310-CPC-006/007 Imperial SI




















34310-CPC-008 Imperial SI




















ANEXO B

DIMENSIONES ELEVADORES DE CAPACHOS

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