Nuevo enfoque para determinar el comportamiento dinámico de chancadores para el mejoramiento del diseño y operación.

Abstract

Los chancadores son máquinas utilizadas en la industria minera chilena del cobre para la trituración de mineral. Es fundamental conocer el torque necesario de chancado en la etapa de diseño, ya que esto permite dimensionar distintos elementos mecánicos del chancador, tales como: contraeje, ejes de extensión, motores, rodamientos y estructuras. Normalmente este diseño se realiza a partir del torque medio de chancado. Durante el funcionamiento en planta de un chancador existen condiciones que someten al equipo a torques de chancado entre 2 a 5 veces mayores al torque nominal. Aunque esto sucede durante instantes relativamente cortos de tiempo, disminuye la vida útil del equipo (Gröndahl et al. (2018)). Esto ocurre, por ejemplo, durante el proceso de llenado o vaciado del chancador. Por consiguiente, se hace necesario contar con un modelo que logre predecir el torque instantáneo de chancado, tanto en el llenado como en el vaciado y en funcionamiento lleno. Conocer este torque permitirá además proponer acciones para disminuirlo (Johansson et al. (2016)). Existen distintos modelos analíticos para calcular potencia o torque en chancadores, estos se basan en la distribución de fuerzas sobre el manto, propiedades del mineral y geometría del chancador (Liu et al. (2018)). Estos modelos analíticos entregan un torque medio en funcionamiento, pero no permiten determinar el torque instantáneo en el llenado y vaciado, que es la etapa en que existen torque de chancado considerablemente mayores. Una alternativa para calcular potencia y torque de chancado, es usar el método de elementos discretos (DEM). Este método ha sido ampliamente utilizado para estudiar procesos mineros (Weerasekara et al. (2013)), entre los que se incluye la modelación de máquinas chancadoras. DEM es un método numérico que calcula la dinámica de las partículas y cómo estas interactúan entre sí y con el entorno. El enfoque tradicional de DEM es considerar las partículas como cuerpos rígidos de forma esférica, para las que se considera un modelo de ruptura, el que permite simular la fractura del mineral.