ARTÍCULOS INTERLUB


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Itzel Márquez | Abril 2020

Itzel Márquez | Abril 2020


Lubricación especializada en el proceso de Peletizado


La peletización es el proceso mediante el cual el concentrado de mineral de fierro es aglomerado en forma de esferas, las cuales son sometidas a un calentamiento para que adquieran las propiedades de dureza, estabilidad y reducción para su uso en el alto horno


Este proceso es crítico porque es el primer paso de muchos en la transformación del acero. El funcionamiento correcto de este proceso asegura que el material tengas las propiedades necesarias para que sea fácil de sinterizar o de usar directamente en el Alto Horno.

¿Cuáles son los puntos críticos en la etapa de Peletizado?


Una falla en el peletizado afecta al resto del proceso. Los equipos críticos donde las condiciones de operación hacen que un lubricante especializado sea necesario son las cribas, los molinos de bolas y los discos de peletizado.

Lubricación en cribas vibratorias


Una criba sirve para limpiar las impurezas de los granos con un sistema de filtrado por mallas de diferente grosor. Sus diferentes secciones van limpiando el grano al punto de dejarlo sin impurezas y sin agentes extraños en el mineral.



Imagen 01 Modelo de criba.

Los rodamientos de las cribas están sometidos a altas cargas y una vibración constante.

Estos trabajan a velocidades medias y altas, lo que puede provocar la centrifugación de grasas convencionales.

En estos rodamientos es ideal utilizar grasas diseñadas para soportar altas velocidades y que contengan lubricantes sólidos para proteger al rodamiento de las altas cargas y los impactos causados por las vibraciones.


Lubricación de molino de bolas


Los molinos de bolas son equipos usados para moler las rocas, así reducir su tamaño y hacerlas aptas para las etapas siguientes de procesamiento de dicho mineral.



Imagen 02 Modelo Molino de Bolas.

En la molienda los mecanismos más afectados son los engranes abiertos y las chumaceras de levante.

Los engranes abiertos suelen ser de grandes dimensiones 2m a 9m de diámetro y operan en condiciones de carga extrema. Se tienen altos niveles de vibración y un torque alto. Además, hay un ingreso constante de contaminantes abrasivos.

Los lubricantes recomendados para estos engranes deben tener propiedades de protección anti-desgaste y soporte de extrema presión, para poder separar las superficies de los engranes en contacto y evitar que estos sufran desgaste abrasivo o fatiga de material (Pitting).

Los fabricantes de estos equipos y otras organizaciones como la AGMA (ANSI/AGMA 9005-E02) recomiendan el uso de grasas fluidas (NLGI 0 ó 00) con una alta carga de sólidos o aceites con una muy alta viscosidad (Arriba de 5,000cSt). Algunas de las principales maneras de determinar el desempeño de estos lubricantes son por sus propiedades de soporte de carga y antidesgaste, con pruebas como Punto de Soldadura 4 bolas (ASTM-2783 para grasas o ASTM D-2596 para aceites), Prueba desgaste 4 bolas (ASTM-2266 para grasas o ASTM D-4172) y las pruebas FZG (ASTM D-5182).

Las humaceras de levante en los molinos de bolas tienen como función principal soportar el peso del molino junto con el mineral que se está procesando y permitir que este gire sin problemas. Son chumaceras planas de gran tamaño que suelen girar a bajas velocidades.

La condición más crítica que llegan a tener estas chumaceras es durante el arranque y el paro del equipo, ya que en estas fases la velocidad de la flecha disminuye y el aceite lubricante es desplazado, lo que impide que exista una lubricación hidrodinámica y la capa lubricante no sea suficiente para separar las superficies. Esto hace que exista contacto, provocando un desgaste prematuro.

Esta aplicación es lubricada con aceites de alta viscosidad. La viscosidad es normalmente establecida por el fabricante del equipo, pero es importante que esta se mantenga estable durante todo el rango de temperaturas de operación del molino. Esto es crítico porque el espesor de la película lubricante está directamente relacionado con la viscosidad del aceite.


Lubricación de discos de peletizado



Imagen 03 Modelo de disco de peletizado.

Es aquí donde se forman el pellet crudo debido al efecto de rodamiento provocado por el movimiento circular sobre una superficie inclinada.

Los engranes de los discos de peletizado normalmente tienen un diámetro mayor a los 2 metros, los cuales están trabajando a una velocidad muy baja. Lo crítico de este procedimiento es que la transmisión está expuesta a un flujo abundante de agua y a una gran cantidad de contaminantes finos de hierro y polvo. Esto ocasiona un desgate acelerado en la vida del componente.

La alta contaminación pide un producto que sobrepase las características mínimas solicitadas por AGMA y los fabricantes.Se recomienda un lubricante con una alta adherencia, y que ayude a desplazar las impurezas y deje solo una película lubricante.

Es importante mencionar que hay que darles un mantenimiento correcto a las peletizadoras, principalmente a las cuchillas de rodamiento. Una lubricación periódica garantiza un buen funcionamiento y aumento en su vida útil.


Lubricación de la parrilla de peletizado


La parrilla de peletizado se compone de una estufa con una longitud de hasta los 90 metros por la cual pasan una serie de vagones que van cargados con los pellets de hierro esponja. El principal propósito de este recorrido es eliminar la humedad del pellet para dejar el material de hierro puro.



Imagen 04 Estufa u horno de la parrilla de peletizado


Imagen 05 Modelo de los vagones utilizados en la parrilla de peletizado

Los vagones ingresan a la estufa, la cual tiene una temperatura diferente cada 30m para lograr la evaporación total de la humedad en el pellet. La primera temperatura a la que son sometidos los carritos es la más alta ya que oscila entre los 800°C hasta temperaturas superiores a los 1000°C. Posteriormente, en las siguientes secciones comienza el revenido y la temperatura se va disminuyendo.

Los vagones tienen un riel que queda al ras de la estufa con la finalidad de formar un sello y no permitir que salga el calor. Idealmente los rieles no deberían entrar en contacto con la estufa, pero esto no es el caso normalmente. Cuando existe este contacto, se genera fricción y desgaste.

Esto se ocasiona porque hay polvo generado por el proceso y este funciona como elemento abrasivo.



Imagen 06 Peletizado real 1


Imagen 07 Peletizado real 2

Para lubricar este riel, se tiene que utilizar una grasa con una buena estabilidad mecánica, que soporte las temperaturas a la que es sometido el vagón, que actúe como elemento sellante para que no deje salir el calor de la estufa y proteja al riel contra el desgaste.

Las ruedas de los vagones tienen en su interior unos rodamientos que tienen que soportar el peso del mismo vagón y del material que este está cargando. La función principal de estas ruedas es permitir el movimiento de todo el material y asegurar que todo se encuentre bien alineado.

Si uno de estos rodamientos falla, la rueda se amarra y el vagón tiene que ser arrastrado. Esto genera dos efectos: Desgaste en el riel y un incremento en el amperaje del motor de empuje.

El movimiento de estos rodamientos es lento y la contaminación por polvo de hierro y gases es muy crítica.

Estos rodamientos se lubrican con grasa, la cual debe tener un aceite base con una viscosidad calculada correctamente y que sea de larga duración, porque estos vagones tienen un trabajo constante durante toda la campaña de producción que dura aproximadamente 3 meses y normalmente no se puede re-lubricar durante este periodo. Como un extra, el usar lubricantes sólidos puede brindar protección extra.



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Una falla en el peletizado afecta al resto del proceso. Los equipos críticos donde las condiciones de operación hacen que un lubricante especializado sea necesario son las cribas, los molinos de bolas y los discos de peletizado.

Lubricación en cribas vibratorias


Una criba sirve para limpiar las impurezas de los granos con un sistema de filtrado por mallas de diferente grosor. Sus diferentes secciones van limpiando el grano al punto de dejarlo sin impurezas y sin agentes extraños en el mineral.



Imagen 01 Modelo de criba.

Los rodamientos de las cribas están sometidos a altas cargas y una vibración constante.

Estos trabajan a velocidades medias y altas, lo que puede provocar la centrifugación de grasas convencionales.

En estos rodamientos es ideal utilizar grasas diseñadas para soportar altas velocidades y que contengan lubricantes sólidos para proteger al rodamiento de las altas cargas y los impactos causados por las vibraciones.


Lubricación de molino de bolas


Los molinos de bolas son equipos usados para moler las rocas, así reducir su tamaño y hacerlas aptas para las etapas siguientes de procesamiento de dicho mineral.



Imagen 02 Modelo Molino de Bolas.

En la molienda los mecanismos más afectados son los engranes abiertos y las chumaceras de levante.

Los engranes abiertos suelen ser de grandes dimensiones 2m a 9m de diámetro y operan en condiciones de carga extrema. Se tienen altos niveles de vibración y un torque alto. Además, hay un ingreso constante de contaminantes abrasivos.

Los lubricantes recomendados para estos engranes deben tener propiedades de protección anti-desgaste y soporte de extrema presión, para poder separar las superficies de los engranes en contacto y evitar que estos sufran desgaste abrasivo o fatiga de material (Pitting).

Los fabricantes de estos equipos y otras organizaciones como la AGMA (ANSI/AGMA 9005-E02) recomiendan el uso de grasas fluidas (NLGI 0 ó 00) con una alta carga de sólidos o aceites con una muy alta viscosidad (Arriba de 5,000cSt). Algunas de las principales maneras de determinar el desempeño de estos lubricantes son por sus propiedades de soporte de carga y antidesgaste, con pruebas como Punto de Soldadura 4 bolas (ASTM-2783 para grasas o ASTM D-2596 para aceites), Prueba desgaste 4 bolas (ASTM-2266 para grasas o ASTM D-4172) y las pruebas FZG (ASTM D-5182).

Las humaceras de levante en los molinos de bolas tienen como función principal soportar el peso del molino junto con el mineral que se está procesando y permitir que este gire sin problemas. Son chumaceras planas de gran tamaño que suelen girar a bajas velocidades.

La condición más crítica que llegan a tener estas chumaceras es durante el arranque y el paro del equipo, ya que en estas fases la velocidad de la flecha disminuye y el aceite lubricante es desplazado, lo que impide que exista una lubricación hidrodinámica y la capa lubricante no sea suficiente para separar las superficies. Esto hace que exista contacto, provocando un desgaste prematuro.

Esta aplicación es lubricada con aceites de alta viscosidad. La viscosidad es normalmente establecida por el fabricante del equipo, pero es importante que esta se mantenga estable durante todo el rango de temperaturas de operación del molino. Esto es crítico porque el espesor de la película lubricante está directamente relacionado con la viscosidad del aceite.


Lubricación de discos de peletizado



Imagen 03 Modelo de disco de peletizado.

Es aquí donde se forman el pellet crudo debido al efecto de rodamiento provocado por el movimiento circular sobre una superficie inclinada.

Los engranes de los discos de peletizado normalmente tienen un diámetro mayor a los 2 metros, los cuales están trabajando a una velocidad muy baja. Lo crítico de este procedimiento es que la transmisión está expuesta a un flujo abundante de agua y a una gran cantidad de contaminantes finos de hierro y polvo. Esto ocasiona un desgate acelerado en la vida del componente.

La alta contaminación pide un producto que sobrepase las características mínimas solicitadas por AGMA y los fabricantes.Se recomienda un lubricante con una alta adherencia, y que ayude a desplazar las impurezas y deje solo una película lubricante.

Es importante mencionar que hay que darles un mantenimiento correcto a las peletizadoras, principalmente a las cuchillas de rodamiento. Una lubricación periódica garantiza un buen funcionamiento y aumento en su vida útil.


Lubricación de la parrilla de peletizado


La parrilla de peletizado se compone de una estufa con una longitud de hasta los 90 metros por la cual pasan una serie de vagones que van cargados con los pellets de hierro esponja. El principal propósito de este recorrido es eliminar la humedad del pellet para dejar el material de hierro puro.



Imagen 04 Estufa u horno de la parrilla de peletizado


Imagen 05 Modelo de los vagones utilizados en la parrilla de peletizado

Los vagones ingresan a la estufa, la cual tiene una temperatura diferente cada 30m para lograr la evaporación total de la humedad en el pellet. La primera temperatura a la que son sometidos los carritos es la más alta ya que oscila entre los 800°C hasta temperaturas superiores a los 1000°C. Posteriormente, en las siguientes secciones comienza el revenido y la temperatura se va disminuyendo.

Los vagones tienen un riel que queda al ras de la estufa con la finalidad de formar un sello y no permitir que salga el calor. Idealmente los rieles no deberían entrar en contacto con la estufa, pero esto no es el caso normalmente. Cuando existe este contacto, se genera fricción y desgaste.

Esto se ocasiona porque hay polvo generado por el proceso y este funciona como elemento abrasivo.



Imagen 06 Peletizado real 1


Imagen 07 Peletizado real 2

Para lubricar este riel, se tiene que utilizar una grasa con una buena estabilidad mecánica, que soporte las temperaturas a la que es sometido el vagón, que actúe como elemento sellante para que no deje salir el calor de la estufa y proteja al riel contra el desgaste.

Las ruedas de los vagones tienen en su interior unos rodamientos que tienen que soportar el peso del mismo vagón y del material que este está cargando. La función principal de estas ruedas es permitir el movimiento de todo el material y asegurar que todo se encuentre bien alineado.

Si uno de estos rodamientos falla, la rueda se amarra y el vagón tiene que ser arrastrado. Esto genera dos efectos: Desgaste en el riel y un incremento en el amperaje del motor de empuje.

El movimiento de estos rodamientos es lento y la contaminación por polvo de hierro y gases es muy crítica.

Estos rodamientos se lubrican con grasa, la cual debe tener un aceite base con una viscosidad calculada correctamente y que sea de larga duración, porque estos vagones tienen un trabajo constante durante toda la campaña de producción que dura aproximadamente 3 meses y normalmente no se puede re-lubricar durante este periodo. Como un extra, el usar lubricantes sólidos puede brindar protección extra.



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