Britadores Cônicos Explicados

Trituração

‘Cominuição’ é o termo usado para definir o processo que reduz materiais (especialmente minérios extraídos). É a ação de reduzir um material a fragmentos ou partículas minúsculas. O processo é tipicamente realizado em operações de mineração através de etapas de trituração e moagem.

No passado, as atividades de mineração eram árduas e intensivas em mão de obra. A quebra do minério era feita com picareta de minerador, broca ou marreta. Até meados do século XIX, as operações de dimensionamento e trituração dependiam principalmente do trabalho manual; martelos de queda movidos a água tornaram-se populares muito mais tarde, durante a Revolução Industrial. Durante este período inicial, apenas volumes relativamente pequenos de rocha e agregado podiam ser produzidos. Essas pequenas quantidades eram então carregadas em sacos ou vagões para transporte.

Pá e Picareta

Durante a Revolução Industrial, explosivos foram usados pela primeira vez na mineração comercial. A mineração com explosivos era chamada de detonação. Em meados do século XIX, a detonação era uma técnica de mineração amplamente utilizada para mineração em massa e logo seria seguida pela escavação a vapor. Essas novas técnicas de mineração revolucionaram a indústria, permitindo a produção de quantidades cada vez maiores de materiais liberados.

A indústria de mineração cresceu no último século devido ao rápido aumento da demanda por minerais; esse crescimento exigiu um aumento significativo das tonelagens de produção. O aumento da demanda levou ao desenvolvimento de britadores novos e mais eficientes (máquinas usadas para redução de tamanho). À medida que as tonelagens de trituração aumentaram, também aumentaram os requisitos para transportar e movimentar suas entradas e saídas. Para isso, itens como transportadores de leito plano e caminhões de transporte foram introduzidos.

Transportadores de Leito Plano

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História do Britador Cônico

O britador cônico foi desenvolvido pela primeira vez nos Estados Unidos na década de 1920 pelos Irmãos Symons de Milwaukee. Os Irmãos Symons são creditados como os primeiros designers e inventores do britador cônico de mola. A maior vantagem do britador cônico dos Irmãos Symons era sua durabilidade e simplicidade (a máquina inteira tinha apenas nove partes móveis). Após mais anos de pesquisa e desenvolvimento (P&D), o britador cônico de mola tornou-se uma das máquinas de trituração mais eficientes - e consequentemente uma das mais amplamente utilizadas.

Seção Transversal do Britador Cônico

O design do britador cônico de mola é capaz de passar materiais não trituráveis como metal intruso, através da câmara de trituração usando molas. O primeiro britador cônico hidráulico foi desenvolvido em 1948 e isso permitiu a abertura da câmara de trituração hidraulicamente, em vez de usar molas (acionamento mecânico). Ambos os designs de britador cônico de mola e hidráulico ainda são usados hoje.

Os britadores cônicos são capazes de trituração de todos os tipos de rochas e pedras minerais de média a alta dureza. Ele também oferece muitas vantagens sobre outros designs de britadores, como baixo consumo de energia, confiabilidade, alta eficiência (em comparação com outros britadores) e uma alta taxa de redução (tamanho de alimentação/entrada em comparação com o tamanho do produto/saída).

Apesar de estar presente em muitas indústrias, é mais comumente usado nas indústrias de construção e mineração. Os britadores cônicos são geralmente encontrados em uso para serviços de trituração secundária, terciária e em etapas posteriores, com britadores de mandíbula e britadores giratórios usados para operações de trituração primária.

Britadores de Mandíbula, Cônico e Giratório

Em alguns casos, o Run of Mine (ROM) do minério da mina pode ser alimentado a um britador cônico via transportadores e peneiras, mas mais frequentemente, o material de alimentação virá de britadores primários a montante e os britadores cônicos serão usados para etapas de trituração a jusante.

Propósito dos Britadores

Um britador é uma máquina projetada para reduzir o tamanho de grandes rochas para rochas menores, cascalho, areia, ou pó de rocha; isso é essencial para o transporte eficiente do produto via transportadores, etc. A trituração é a primeira de muitas etapas que levam à separação dos minerais do material de rejeito (ganga). O material de rejeito pode ser descartado ou reciclado, permitindo que o produto rico em minerais seja processado ainda mais na planta principal.

Vários tipos de britadores e separadores de minerais podem ser empregados dependendo da capacidade, dureza, e propriedades do mineral sendo processado. Em todos os casos, a etapa de trituração é essencialmente alcançada transferindo uma força mecanicamente amplificada (via vantagem mecânica) para um material, para quebrar as ligações que mantêm o material unido.

A trituração é alcançada passando a alimentação entre duas superfícies sólidas, aplicando força suficiente para aproximar as superfícies de modo que as moléculas do material sendo triturado sejam separadas de (fratura), ou, mudam de alinhamento em relação a (deformam), umas às outras.

Os britadores são comumente classificados pelo grau em que fragmentam o material inicial, com britadores primários e secundários lidando com materiais grosseiros, e britadores terciários e quaternários reduzindo partículas a graduações mais finas. Cada britador é projetado para trabalhar com um certo tamanho máximo de material bruto, e frequentemente entrega sua saída a uma máquina de peneiramento (peneira), que classifica e direciona o produto para processamento adicional. Em muitos casos, as etapas iniciais de trituração são seguidas por etapas adicionais de moagem (se os materiais precisarem ser ainda mais reduzidos).

Tipos de Britadores

Existem três britadores comuns usados em plantas de mineração e processamento:

• Britadores Giratórios
• Britadores de Mandíbula
• Britadores Cônicos

Tipicamente, a etapa inicial de trituração é completada usando britadores giratórios ou britadores de mandíbula. É frequentemente o caso de haver apenas um britador instalado, e este será referido como o britador primário.

Britadores cônicos são mais frequentemente usados para etapas de trituração de 2ª, 3ª e 4ª etapas (embora nem sempre).

Componentes do Britador Cônico (Partes do Britador)

Os principais componentes de um britador cônico incluem o eixo principal, manto, côncavos, cone, bucha excêntrica, acionamento, engrenagem de coroa, estrutura, e mecanismo de liberação de intrusos (acionado mecanicamente ou hidraulicamente).

Componentes do Britador Cônico

Conjunto da Carcaça Superior e Tampa da Aranha

A alimentação é fornecida por transportadores a um depósito de alimentação acima do britador cônico montado verticalmente. A alimentação entra no britador através de uma abertura na carcaça superior. Dependendo do design do britador cônico, uma placa de distribuição pode ser usada para distribuir a alimentação uniformemente ao entrar no britador. Uma tampa da aranha (se instalada) abriga o rolamento superior do eixo principal; o eixo é lubrificado com graxa ou óleo dependendo do design.

Conjunto da Tampa da Aranha

Eixo Principal

O eixo principal é normalmente fabricado em aço forjado de alta qualidade (recozido para alívio de tensões). A parte superior do eixo é suportada por um rolamento auto-alinhante na tampa da aranha (se instalada). O rolamento auto-alinhante é projetado para acomodar o movimento gerado pelo eixo oscilante; esse movimento oscilante é causado pelo arranjo de acionamento excêntrico inferior. O munhão do rolamento da aranha é encolhido na parte superior do eixo principal.

Rolamento de Passo

A parte inferior do eixo principal é suportada por um arranjo de rolamento de passo de três peças que oscila com o eixo principal. O rolamento de passo suporta o peso do eixo.

Manto & Côncavos

O manto é instalado sobre a cabeça/cone, que é montado no eixo principal. O manto faz parte das superfícies de desgaste substituíveis e oscila com o eixo móvel (superfície de desgaste móvel). Os mantos são tipicamente fabricados em liga de aço manganês.

Um anel côncavo (revestimento da bacia) é alojado dentro da carcaça superior; ele forma a superfície de desgaste estacionária.

Partes do Britador Cônico

Acionamento Excêntrico & Bucha

Movimento excêntrico é alcançado pelo arranjo de bucha excêntrica inferior e acionamento localizado na parte inferior do eixo principal. Este arranjo é semelhante em design e princípio ao usado por britadores giratórios. A bucha excêntrica é fabricada em aço carbono alto equipada com uma luva interna de desgaste de bronze. É possível ajustar o deslocamento excêntrico instalando luvas de tamanhos diferentes. O ‘deslocamento’ define a amplitude de movimento do eixo e, consequentemente, a distância entre o manto e o revestimento da bacia em qualquer ponto dado, isso é particularmente relevante no ponto de estrangulamento (o local onde o diâmetro do manto é maior e onde o manto se aproxima fisicamente das superfícies de desgaste estacionárias).

Engrenagem de Pinhão & Conjunto de Contraeixo

Uma engrenagem de pinhão de aço liga é montada em um eixo de acionamento de pinhão. O eixo de acionamento de pinhão é suportado por rolamentos de eixo de pinhão alimentados por um sistema de lubrificação comum. Um arranjo de polia de motor externo fornece potência motriz ao eixo de pinhão, que por sua vez gira o eixo principal através deste arranjo de pinhão e engrenagem de coroa.

Carcaça Inferior

Uma carcaça inferior de aço fundido recozido abriga o arranjo de acionamento e os componentes de acionamento excêntrico. O material descarregado do britador passa pela carcaça inferior.

Como Funcionam os Britadores Cônicos

A alimentação de um funil de alimentação é introduzida em uma grande abertura no topo do britador cônico. A alimentação então cai devido à gravidade e é triturada entre o manto e os côncavos; a trituração ocorre na câmara de trituração. À medida que a alimentação se move em direção à extremidade de acionamento do britador cônico, seu tamanho diminui (devido à ação de trituração), e pedaços cada vez menores se movem em direção à extremidade de acionamento do britador. Após passar pelo britador, o produto - agora em tamanho muito reduzido - é descarregado através de uma abertura na carcaça inferior.

Operação do Britador Giratório

A ação de trituração é produzida pela oscilação ou deslocamento (abertura e fechamento) entre o revestimento do manto móvel, montado no cone, e os revestimentos côncavos estacionários montados dentro da carcaça superior do britador. O manto e os côncavos formam as superfícies de trabalho do britador, pois é onde ocorre a ação de trituração.

A largura da abertura de descarga dita o tamanho da saída do produto de um britador. O tamanho da saída do produto de um britador pode ser variado levantando ou abaixando a carcaça superior. Este ajuste varia o tamanho do produto de um britador cônico porque o espaço entre o manto e os côncavos é correspondentemente aumentado ou diminuído. Levantar os côncavos (revestimento da bacia) assim aumenta o tamanho da saída do produto, enquanto abaixar os côncavos diminui o tamanho da saída do produto.

Porque o movimento do manto é excêntrico, o espaço entre o manto e os côncavos de um lado é diferente do espaço no lado oposto, em qualquer momento dado. Quando o espaço entre o manto e os côncavos está em seu maior, o espaço do lado oposto está em seu menor. O maior espaço entre o manto e os côncavos é referido como a configuração do lado aberto (OSS), enquanto o menor espaço é referido como a configuração do lado fechado (CSS). Ambas as configurações são importantes porque descrevem o maior tamanho possível de saída do produto (OSS) e o menor tamanho possível de saída do produto (CSS). O OSS pode ser dado como:

CSS + Deslocamento = OSS

CSS e OSS Indicados

Movimento excêntrico é alcançado pelo arranjo de bucha excêntrica inferior e acionamento na parte inferior do eixo principal. O contraeixo de acionamento do pinhão de entrada é suportado por rolamentos de pinhão e alimentado por um motor elétrico. Um redutor externo ou arranjo de acionamento por correia reduz a velocidade do motor no britador; as velocidades típicas do britador variam de várias centenas rpm até aproximadamente 1000 rpm. Em alguns casos, um sistema de embreagem pode também ser usado para absorver choques. O pinhão no contraeixo engrena com o acionamento da engrenagem excêntrica, ou engrenagem de coroa.

Engrenagem de Coroa

A superfície interna da bucha excêntrica é usinada fora do centro em relação ao eixo central do britador. À medida que a bucha excêntrica gira, o eixo inferior oscila em uma órbita elíptica em torno da linha central do britador. Esta ação faz com que o espaço entre o manto e os revestimentos côncavos se abra e feche a cada rotação do eixo. Na extremidade superior do manto, este movimento é muito pequeno, mas à medida que a alimentação cai mais baixo, o deslocamento aumenta e a força de trituração também aumenta correspondentemente.

Caminho de Viagem do Manto do Britador Cônico

A alimentação triturada cai para a montagem da carcaça inferior e é descarregada para o sistema de transporte do produto para processamento adicional. A carcaça inferior também abriga um sistema de lubrificação forçada e sistema hidráulico, que é crítico para o arranjo de acionamento e cilindros de liberação de intrusos (se instalados).

O processamento adicional pode envolver etapas adicionais de trituração (secundária, terciária, quaternária etc.), moagem, e outras etapas de beneficiamento para adequar o produto sendo processado.