IV Congreso de Revestimientos de Molino REVEMOL PERU 05-06-13 - MCP

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:


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.


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.




PESO : 2.926 kg.

ABERTURA : 83 mm.




PESO : 1.658 kg.

ABERTURA : 64 mm.




PESO : 1.942 kg.

ABERTURA : 60 mm.




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.


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


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.


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.


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

siom/SIMULACIONES PULP LIFTER/1.wmv

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:


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.


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:


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:

Molino SAG – SAG Mill Screen

Identificación:

Hallazgos:


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

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