Variables de Molienda


Problema

Actualmente se utilizan maquinas de gran potencia en molienda y trituración de elementos para reducir su tamaño, y facilitar la clasificación. Debido al gran volumen de materiales procesados se requiere un buen dimensionamiento de los equipos para no desperdiciar recursos en adquirir una maquina trituradora muy pequeña o sobredimensionada para el requerimiento.

Esta Problemática motiva la creación de una aplicación capaz de facilitar el cálculo de la potencia requerida para moler cierta cantidad de mineral en el tiempo y calidad óptimos segun la industria.


De esta forma una forma de facilitar el calculo es automatizar el cálculo reiterado otorgandole la posibilidad al diseñador de introducir los parámetros deseados para que consecutivamente vaya diseñando la solución al requierimiento.

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Conceptos

Con el obejtivo de introducir al lector al tema tecnico relacionado con la molienda, es que a continuacion se exponen los conceptos basicos extraía;dos de la bibliografía; con explicaciones simples.

Molienda

La molienda es un proceso que persigue extraer jugos de diversos productos de la tierra como la cana de azucar o la uva. El término molienda es de uso común, se refiere a la pulverización y a la dispersión del material sólido. Pueden ser granos de cereal, uva, aceitunas, etc. en productos de alimentación. Aunque también pueden ser piedras o cualquier otro material sólido.

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Trituración

La trituración es un proceso de reducción de materiales comprendido entre los tamaños de entrada de 1 metro a 1 centímetro (0,01m), diferenciándose en trituración primaria (de 1 m a 10 cm) y trituración secundaria (de 10 cm a 1 cm). Diseño de Elementos de Máquina Los medios de molienda tienen 3 tipos de movimientos: Rotación alrededor de su propio eje. Caída en catarata en donde los medios de molienda caen rodando por la superficie de los otros cuerpos. Caída en cascada que es la caída libre de los medios de molienda sobre el pie de la carga.

Las fuerzas utilizadas en la reducción de tamaño son: la compresión, el cizallamiento, la percusión o impacto y la atricción o abrasión. Todos los aparatos de trituración deben de disponer de una serie de mecanismos o técnicas de autoregulación:

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Modelado

Se requiere tener una ecuacion para el modelado, lo que permitirá relaizar las proyecciones de dimensionamiento mencionadas mas arriba.

  • P = T * 0,3162* Wi * (1/(sqrt(Dpa) - sqrt(Dpb)))

    Donde,
    P: potencia en W.
    T: velocidad de alimentación en Tm/min.
    Dpa, Dpb: diámetro de las partículas de la alimentación y el producto respectivamente.
    Wi: índice de trabajo de Bond

    Cada parámetro esta asociado a una condición diferente, es decir:
    La potencia es una característica que debe soportar el equipo moledor.
    La velocidad depende de la capacidad de la planta por entregar producto al equipo de molienda.
    El diametro de las partículas de entrada y salida o granulometría es el parámetro de operación que requiere la producción, es decir, es lo que interesa al equipo profesional.
    Y el índice de Bond, es una característica intrínseca del equipo de molienda, por ejemplo, depende si el triturador es cilíndrico, si es un molino de bolas etc. Cada uno de estos equipos posee un índice de Bond diferente dependiendo del tipo y la eficiencia.

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    Implementación en Java


    Código


    El proyecto contempla una metodologia de realizacion pasando por varias etapas y versiones del software hasta llegar a una definitiva que será la que permitirá al cliente simular la interacción de máquinas de molienda en una estructura similar a la que conoce en su industria, para asi obtener de alguna forma sencilla, una predicción de lo que pudiera pasar si se manipulan ciertas variables, de cierto modo.
    De esta forma es que se ha decidido partir por implementar el método de cálculo. El código utilizado en esta versión preliminar del proyecto se encuentra en el archivo Ecuacion.java. Este calculo permite al usuario introducir las variables deseadas, para obtener (segun la ecuacion de maquinas moledoras) la potencia que se requiere. Los proximos pasos a seguir para las proximas versiones consiste tentativamente en:


    -Agregar la componente del Tiempo a la Variable T, es decir, que el usuario pueda fabricar una curva de alimentación de su maquina de molienda.
    -Incorporar varios molinos y enlaces al sistema
    -Agregar mediante código, la posibilidad de que el usuario decida donde y cómo incorporar maquinas de molienda
    -Agregar Barras SLIDER a los parámetros de operación
    -Agregar índices de Bond predefinidos, a fin de orientar al usuario a que índice corresponde cierta máquina moledora


    El codigo expuesto en esta primera versión incorpora librerias que fueron utilizadas para hacer más sencillo el llamado a evaluar funciones y se encuentra disponible de forma gratuita en http://www.singularsys.com/jep/doc/javadoc/org/nfunk/jep/package-summary.html.

    Casos de Uso


    Caso de Uso: Diagrama de interacción de molinos.

    Un caso de uso es una descripción de la secuencia de interacciones que se producen entre un actor y el sistema, cuando el actor usa el sistema para llevar a cabo una tarea específica. En este caso el actor o cliente presenta la necesidad de investigar el comportamiento de maquinas moledoras dispuestas en cascada o de la forma que a el le interese.


    Por ejemplo: El jefe de operaciones de una fábrica de cemento desea averiguar cuales son los requerimientos de potencia de un sistema como el que se muestra en la siguiente figura.


    Para esto dispone 2 maquinas moledoras en cascada, las enlaza mediante las cuerdas y corre la aplicacion. Segun la configuración de alimentacion que el configuro y las caracteristicas de maquinas, es el modelo con el cual el cliente estara interactuando.

    Clases

    Proyectando nuestro trabajo y basado en las tareas del ramo, este deberia contar con las siguientes clases:

    Para el calculo y las graficas.

    MString.java
    Mill.java
    Simulator.java
    GMill
    GMString
    MillStringConfiguration.java


    Estos archivos nos permitiran interactuar con las caracteristicas de un molino, enlazarlos en cadenas de operacion, mostrarlos en una pantalla con Slider's para manipular las variables, y poder correr la simulacion en el tiempo en el Tiempo. Claro que ayudado de las herramientas vistas en la tarea 2 principalmente que permiten identificar los movimientos del Mouse, identificar objetos, separar ventanas etc.



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    Aplicacion

    La aplicación es parte de la metodologia de Ingenieria en Software y representa una version preliminar de un programa orientado a resolver las limitaciones de la industria en relacion a la simulacion.


    Con esto se pretende simular un proceso en cascada como suele usarse en la mineria donde en una misma linea de produccion se ponen uno o mas Trituradores (ejemplo Chancadores) y Moledores (ejemplo Molinos de Bola y Molinos SAG). Además donde el material particulado que no cumple con los requierimientos es retornado a la linea de produccion. Este proceso resulta partucularmente ventajoso ser modelo con programacion orientada a objetos ya que facilita la flexibilidad de equipos a utilizar.

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