Métodos de fabricación de bolas - Macarena Mendiolaza

[pic 1]UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERÍA

Departamento de Ingeniería Metalúrgica[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

RESUMEN EJECUTIVO

Existe un aumento constante en la demanda de medios moledores, esto sumado al desgaste de los medios, hace que los gastos de la molienda aumenten fuertemente. En este informe se estudian las bolas de acero para molinos SAG y molinos de bolas.

Los molinos SAG, son molinos semiautógenos que utilizan bolas de acero y mineral como medios moledores, mientras que los molinos de bolas solo utilizan bolas de acero.

El movimiento del molino genera el levantamiento de las bolas que luego caen generando impacto, y también se genera abrasión por el rozamiento de las bolas con la pulpa, ya que generalmente se trabaja en húmedo. 

Hay diferentes procesos de fabricación de bolas de acero, dependiendo de la productividad que se desee y el diámetro de estas, en todos los procesos se deben realizar tratamientos térmicos como el recocido, temple y revenido para mejorar las propiedades mecánicas de las bolas, siendo de importancia la dureza y la tenacidad. 

Las bolas fundidas se realizan desde chatarra de acero, que es fundida y procesada para la eliminación de la escoria en hornos eléctricos a temperaturas 1600 -1700°C, luego es vertida en moldes permanentes, también se pueden utilizar moldes de arena, pero no son muy utilizados actualmente. 

Las bolas también pueden ser conformadas, a través de forja y de laminación. En la primera las barras de acero son calentadas y cortadas en cilindros, para posteriormente posicionarlos sobre una matriz que con esfuerzos de compresión les da la forma esférica, esto se realiza a una temperatura de 1100-1150°C. En segundo lugar, la laminación utiliza las barras de acero a temperaturas 1100-1040°c, que son pasadas a través de rodillos los cuales van girando y van formando las bolas. 

En todos las etapas del proceso, se deben realizar controles de calidad, y al final de proceso, con las bolas terminadas, se realizan test para medir su dureza y calidad, como lo son el Drop Ball Test y el Ball Marking Test.

TABLA DE CONTENIDO

ÍNDICE DE TABLAS        iii

ÍNDICE DE FIGURAS        iv

1.        INTRODUCCIÓN        1

1.1        MOTIVACIÓN        1

1.2        OBJETIVOS        2

1.2.1        Objetivo General        2

1.2.2        Objetivos Específicos        2

2.        ANTECEDENTES GENERALES        3

2.1        MOLIENDA        3

2.2        MOLINOS SAG        3

2.3        MOLINOS DE BOLAS        4

2.4        COLADA        5

3.        DESARROLLO        6

3.1        COMPORTAMIENTO DE LAS BOLAS DENTRO DE LOS MOLINOS        6

3.2        DESGASTE DE LAS BOLAS DE MOLIENDA        7

3.3        EQUIPOS DE FABRICACIÓN        7

3.3.1        Horno de arco eléctrico        7

3.4        PROCESOS        8

3.4.1        Bolas Fundidas        8

3.4.2        Bolas Forjadas        9

3.4.3        Bolas de Laminación        10

3.5        COMPOSICIÓN QUÍMICA        11

3.6        DUREZA        12

3.7        DROP BALL TEST O PRUEBA DE BOLA DE CAÍDA        13

3.8        BALL MARKING TEST O ENSAYO DE LA BOLA MARCADA        13

4.        REFERENCIAS        14

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 3.1 Composición química de las bolas de molienda que fabrica Moly-Cop.        12

Tabla 3.2 Dureza desde las superficies hasta el centro de la bola, para bolas forjadas por la empresa Moly-Cop.        12

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1.1 Balance de oferta y demanda de bolas de molienda en el mercado local entregado por Cochilco.        1

Figura 2.1 Molino semiautógeno de 32 pies de diámetro (9.75 m) y 17 pies de largo (5.2 m), que opera en División Chuquicamata de Codelco-Chile, con capacidad para procesar 27.500 toneladas de mineral al día.        4

Figura 2.2 Molino de bolas de División Andina de Codelco-Chile.        5

Figura 2.3 Cuchara de colada sobre un carro transportador. Empresa Metalúrgica Peruana S.A.        5

Figura 3.1 Movimiento de las bolas de acero al interior de un molino rotatorio.        6

Figura 3.2 Honor de arco eléctrico. Empresa AHMSA-México.        8

Figura 3.3 Maquina de colada continua de bolas fundidas        9

Figura 3.4 Proceso de forjado. Empresa Santa Barbara FSB.        10

Figura 3.5 Evolución de la forma de la pieza de trabajo durante el proceso de laminado cruzado para seis bolas con un diámetro de 100mm y la distribución de temperatura en °C.        10

Figura 3.6 Modelo geométrico del proceso de laminado cruzado usando dos rodillos.        11

1. INTRODUCCIÓN

1. MOTIVACIÓN

En los procesos de molienda, existe un consumo importante de los medios moledores, este consumo está relacionado con la cantidad de mineral que se procesa, que, al ir aumentando año a año, hace que la demanda de bolas de molienda también aumente, y se espera lo haga con una tasa de crecimiento anual del 5.1% en el periodo entre 2021-2030 (1). Como el abastecimiento de las bolas de molienda es crucial para la producción, esta denominado como un insumo critico en la operación minera.

...