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3.7.- Tipos de separadores.

3.7.1.- Introducción.

Aun cuando los separadores de aire usados en la industria del cemento se rigen por los mismos principios básicos,difieren en cuanto a su diseño y ámbito de aplicación. Las principales diferencias se presentan en:

1.-Forma de introducir el material a separar y el aire de separación.

2.-Magnitud de la aceleración centrifuga.

3.-Forma de separar el producto acabado de la corriente de aire.

Además en algunos separadores de aire el material puede someterse a tratamientos de secado o de enfriamiento.

En el cuadro 3.7.1.1 se da una lista de diferentes tipos de separadores con sus características y firma que loscomercializa.

Existen dos tipos de separadores:1.- Separadores estáticos. Ciclón simple y separador estático.

2.- Separadores dinámicos.

3.7.2.-Separador estático de aire.

Los separadores estáticos de aire son los más simples y se les llama así por no tener ninguna parte en movimientomecánico (Rotatorias). Además solamente usan aire para el transporte del material y solamente se recogen losgruesos. Los finos pasan con el aire.

Se usan, principalmente, en instalaciones de molienda con barrido por aire (Funcionando con molinos tubulares o derodillos).

En la figura 3.7.2.1 puede verse una representación esquemática de este tipo de separador. El material a clasificar entra en el separador por su parte inferior a través de un tubo, merced al arrastre que ejerce la corriente de aire que proviene del molino.

El material después de abandonar el tubo de alimentación discurre entre la pared cónica exterior y el cono separador interno (Cámara exterior de separación). Como consecuencia del aumento de la sección transversal de paso de lacorriente de aire, su velocidad disminuye, con lo que las partículas de mayor tamaño (más pesadas) se separan de lacorriente de aire. Al mismo tiempo la admisión tangencial del flujo de aire imprime a este un movimiento de rotación,con lo que también se da una cierta proporción de separación centrífuga. El material recogido en dicha cámara sedescarga por el fondo, formando lo que se denomina residuos (partículas de mayor tamaño).

Por la parte alta del separador, el aire cargado con las partículas no separadas entra en el cono interior a través de unanillo de paletas-guía ajustables. Como consecuencia de esto las partículas sólidas son sometidas a una fuerzacentrifuga, cuya magnitud depende de la posición de las paletas.

Tal y como en un ciclón separador, el aire imprime a las partículas un movimiento en espiral descendente y acelerado.En tal situación el peso y la fuerza centrifuga prevalecen sobre la fuerza ejercida por la corriente de aire en las

partículas de mayor tamaño, que son proyectadas contra la pared del cono separador interno donde pierden suvelocidad y caen resbalando por dicha pared hacia la salida de los residuos del separador, los cuales regresan almolino para ser de nuevo molidos.

Por su parte, las partículas más finas permanecen en suspensión en el aire, siendo transportadas en movimiento enespiral hacia la salida del separador situada en la parte superior. Este aire con los finos (Producto final de la molienda)se lleva a un colector de polvo, generalmente un ciclón o un filtro, donde las partículas finas se separan de la corrientede aire.



Cuadro 3.7.1.1.- Tipos de separadores.



Cuadro 3.7.1.1.- Tipos de separadores (Continuación).



Figura 3.7.2.1.- Esquema de un separador estático de aire (Separador tipo STJ)-



Las características de separación de este tipo de separadores pueden variarse mediante:

1.- El flujo de aire que atraviesa el separador y, por tanto, la velocidad de la corriente de aire.

V q SV = y si S = Cte. y

V q ↑ entonces V ↑ , con lo que de los finos mayor

2.- El ajuste del deflector situado encima del tubo de alimentación.3.- El ajuste del tubo o conducto de salida.4.- Algunos tipos con paletas ajustables.

La disminución de la distancia entre el deflector y la boca del tubo de entrada de la alimentación hace cambiar más bruscamente la dirección de la corriente de aire y provoca un aumento de la aceleración. Las partículas de materialchocan contra el deflector y las paredes de la superficie cónica externa y caen por la salida de los residuos.

Esta clasificación por deflexión y choque no es muy selectiva por lo que solamente se usa cuando el separador actúacomo colector de polvo y no para la separación nítida de partículas por tamaños. Por otra parte, este modo de operar da lugar a una excesiva perdida de presión en el sistema.

El deflector, que en su forma más simple puede consistir en una mera placa de gula, en sus formas constructivas mássofisticadas consiste en un cono aerodinámico al que pueden adaptarse unos alabes para transformar el flujo de aireentrante en una corriente laminar en espiral. Con esta disposición, la separación de las partículas en la cámara exterior tiene lugar como en un ciclón.

Mediante la regulación vertical del tubo de salida de aire, situado en la parte superior del separador, puede variarse eltamaño de corte (tamaño de partícula según el cual se realiza la separación entre finos y gruesos). Para un flujodeterminado de aire un aumento de la longitud del tubo hacia la parte interna del separador cambia el tamaño de cortedando un producto más fino.

El separador estático se aplica en los siguientes sistemas:

1.-Como separador en un circuito de molienda con un molino barrido por aire (Figura 3.7.2.2).

2.-Para molinos en circuito cerrado con un sistema de semibarrido, donde se coloca el separador entre el molino y elfiltro para quitar los gruesos del material arrastrado (Figura 3.7.2.3).

3.-Como separador integrado con un molino vertical de rodillos (Figura 3.7.2.4).

Figura 3.7.2.2.- Separador estático de aire en circuito cerrado con un molino tubular barrido por aire.



Figura 3.7.2.3.- Separador estático de aire en circuito cerrado con un molino tubular de descarga por elevador decangilones.

Figura 3.7.2.4.- Separador estático de aire integrado con un molino ATOX para carbón.



3.7.3.- Separador con rotor de aletas.

En la figura 3.7.3.1 puede verse un esquema de un separador de rotor de aletas. Consta de un rotor de aletas endisposición cónica, que gira alrededor de un eje vertical, dentro de una capota troncocónica.

La corriente de aire cargada de material entra por debajo y se distribuye lateralmente por deflexión por la parteinferior del separador. Las aletas rotativas aceleran la rotación de la corriente de aire, la cual ya de por si tiene unmovimiento en espiral desde el momento que entra en la caja del separador. El aire es succionado por las rendijas

entre las aletas del rotor.

Las partículas pesadas (por ejemplo, aquellas en que la resultante de la fuerza centrífuga y del peso prevalece sobre lafuerza que sobre ellas ejerce la corriente de aire son proyectadas hacia fuera contra las paredes del separador,volviendo de nuevo al molino (Residuos). Las partículas finas son arrastradas por el aire y llevadas fuera delseparador, siendo a continuación separadas de la corriente de aire mediante ciclones o filtros.

Debido a su capacidad para recibir grandes cantidades de aire el separador con rotor de aletas se usa, generalmente, enconjunción con molinos de barrido por aire y muy particularmente con los molinos de rodillos, en cuyo caso elseparador forma un solo cuerpo con la caja del molino, que se prolonga hacia arriba. Como alternativa, el aire cargadode material procedente del molino entra en el separador por medio de un tubo ascendente, que también puede servir como mecanismo independiente para separación en corriente de aire de partículas de cualquier clase.

Para un régimen constante de flujo de aire, el rendimiento de este tipo de separadores puede modificarse variando lavelocidad de rotación del rotor.

Figura 3.7.3.1.- Separador con rotor de aletas, con accionamiento, como unidad clasificadora independiente, conalimentación por conducto ascendente.



Figura 3.7.3.2.- Separador de aire integrado con un molino ATOX para carbón.



3.7.4.- Separadores de aire dinámicos.

3.7.4.1.- Introducción.

Este tipo de separadores aire son los de uso más extendido en la industria del cemento. Difieren de los dos tiposanteriores en algunos aspectos como son:

1.-El material a clasificar se dispersa en la zona en que se efectúa la separación mediante un disco o plato distribuidor giratorio.

2.-La corriente de aire necesaria para la separación se genera mediante un ventilador situado dentro de ellos mismos oexteriormente encima del aparato. Por este motivo a este tipo de separadores también se les denomina comoseparadores por aire circulante.

3.- La alimentación del separador con material molido se efectúa mecánicamente por medio de transportadorescontinuos adecuados.

Aunque las bases de funcionamiento de este tipo de separadores son las mismas para todos ellos, existen modelosmuy diferentes entre si en cuanto al diseño de sus partes, fundamentalmente en lo que se refiere al método empleado

para la alimentación y al método de separación de las partículas, o a los sistemas adoptados para variar el rendimiento.

Se pueden dividir en tres grupos:

1.-Separadores con ventilador interno.

11.-Separadores con ventilador externo y ciclones planetarios.

111.-Separadores de alta eficacia.

3.7.4.2.- Separadores de aire con ventilador interno.

En este grupo se encuentran los separadores estandard de Sturtevant, Raymond, Polysius, el Heyd de FuIler y el CVde FLS. Todos se utilizan tanto con molinos de materias primas como de cemento.

Todos tienen una baja eficacia ( )50..%S

V < debido a:

(i).-Mala distribución del material en la sección transversal.

(ii).-Mala dispersión del material en el aire de separación.

(iii).- Grandes cargas de material fino están recirculando en el aire, aumentando la cantidad de finos que sale con losgruesos. Este fenómeno crece con la finura que se desea del producto y con el tamaño del separador (Con la

producción).

En la figura 3.7.4.2.1 puede verse una representación esquemática del separador Sturtevant, perteneciente a este tipo.Este separador tiene un rotor de paletas y entre estas y el ventilador principal se introducen unas paletas horizontales,como un diafragma.

El ventilador principal, que funciona como un ventilador radial, produce una corriente de aire circulante dentro delseparador. Dicha corriente de aire sale por la parte alta de la envoltura interior y vuelve hacia abajo a través delespacio que existe entre las dos envolturas, y vuelve a entrar a la envoltura interior pasando por el anillo de aletas fijasde guía o corona de alabes directores La corriente ascendente pasa junto al plato distribuidor y atraviesa las aletas delventilador auxiliar.

El material de alimentación cae sobre el plato dispersor, el cual comunica a las partículas la fuerza centrifuga

suficiente para que lleguen a la zona de separación, más rápidamente que lo hace el nuevo material al plato. Listonesradiales soldados al plato impiden el desplazamiento sobre el plato dispersor del material que se ha de separar.



Figura 3.7.4.2.1.- Separador de aire con ventilador interno de la casa Sturtevant.



Figura 3.7.4.2.1.- Separador de aire con ventilador interno de la casa Sturtevant.

Existen separadores de aire en los que los ventiladores principal y auxiliar y el plato distribuidor tienen el mismoaccionamiento, otros tienen el ventilador auxiliar y el plato con el eje común y un accionamiento aparte para elventilador principal. En este último caso, la velocidad angular del ventilador auxiliar se regula de forma paulatina y elnúmero de vueltas que da sólo supone el 50-60 % del número de vueltas del rotor del ventilador principal que esinvariable. La dirección de la rotación del ventilador auxiliar es la misma que la del rotor del principal.

Para no disminuir la acción del plato distribuidor, el número de vueltas del ventilador auxiliar no ha de ser inferior a80 rpm. El eje del rotor principal es hueco y lo atraviesa el del ventilador auxiliar y el del plato. Esta disposicióncomplica en su construcción la alimentación del material por la parte superior del separador, para salvar dichoinconveniente se ha introducido la alimentación lateral del material, como puede verse en la figura 3.7.4.2.2.



Figura 3.7.4.2.2.- Turbo separador con alimentación lateral.

también existen separadores en que cada uno de ellos tiene el accionamiento independiente, con el objetivo deasegurar la constancia de la velocidad de rotación del plato distribuidor.

Las partículas de mayor tamaño son lanzadas más lejos (Mayor fuerza centrifuga) y chocan contra la pared cilíndricainterior del separador, a continuación resbalan sobre su superficie por la acción de la gravedad, cayendo hacia la

salida de gruesos situada en el fondo de una superficie cónica.Las partículas que permanecen en suspensión en el aire son arrastradas hacia el ventilador auxiliar, el cual acelera elaire, al que ya se le había comunicado un movimiento en espiral cuando paso por la corona de alabes directores. Alaumentar la fuerza centrifuga las partículas de mayor tamaño son lanzadas contra la pared interior del separador yresbalan hacia la salida de gruesos. En la figura 3.7.4.2.3 se ilustra el efecto de pared en el separador, así como elarrastre de finos en los gruesos.

Figura 3.7.4.2.3.- Representación esquemática de un separador de aire por dispersión. Efecto de pared



Las partículas que aún permanecen en la corriente ascendente de aire pasan a través de las aletas del ventilador principal, que vuelve a acelerar el aire, lanzando a las partículas contra la pared externa del separador, por donderesbalan hacia la salida de finos. En el espacio entre las paredes interior y exterior las partículas finas se separan de lacorriente de aire descendente como en un ciclón ordinario, pasando los finos al exterior por el fondo de la parte cónicade la envoltura exterior.

Parte de las fracciones muy finas, cuya velocidad de sedimentación es muy pequeña, flotan en la corriente de aire y, por tanto, no puede impedirse que circule parte del polvo fino de modo permanente.

En los de velocidad fija, el número y longitud de las paletas del rotor determinan el grado de finura y la posición deldiafragma la exactitud de la finura. En los de velocidad variable, aparte de lo anterior, se pueden hacer:

1.-Ajustes en el ventilador auxiliar: Número de alabes y ajuste radial.

2.-Ajustes en el ventilador principal.

La acción del ventilador auxiliar, que se opone a la del principal, puede regularse por el número de sus alabes, así a unnúmero creciente de ellos la acción opuesta es mayor, es decir se opone con más intensidad a la corriente de aireascendente. Los alabes del ventilador auxiliar son ajustables radialmente y cuanto más se acercan a la pared internadel separador más se opone el ventilador auxiliar al principal.

Los alabes del rotor principal también son ajustables. Tal ajuste puede proporcionar mayores o menores diámetrosefectivos del rotor. El ajuste al máximo hacia afuera de los alabes y con las válvulas de aire totalmente abiertas, ofreceel máximo caudal obtenible del ventilador, pero a expensas de la finura de los finos.

Por ajuste de los alabes del rotor del ventilador principal, de los del ventilador auxiliar y de las válvulas de control deaire puede conseguirse cualquier finura, influyendo de modo respectivo en los caudales del separador.

En la tabla 3.7.4.2.1 pueden verse diferentes modos de actuar.

Para obtener las características de separación más adecuadas, es necesario realizar numerosas pruebas y ensayos,

superponiendo varios ajustes.En general, al separador de aire no hay que verlo aisladamente, sino formando parte del conjunto de la instalación- de

molienda.

Los efectos cualitativos de la separación no dependen tan solo de las características técnicas del aparato, sino tambiénde la carga con que funciona el separador, alcanzando su óptimo cuando puede situarse dentro de la banda proyectada.Fuera de ella, la calidad disminuye y es por esta causa que se pueden sacar conclusiones equivocadas al considerar alseparador aisladamente del resto de la instalación de molienda.

Por ejemplo, si por cualquier fallo del molino disminuye su grado de reducción, operando en circuito cerrado,aumenta la carga circulante y también la carga del separador de aire, creándose una situación anómala que puede

interpretarse incorrectamente si se juzga como una perdida de rendimiento del separador.El consumo específico de energía de los separadores de aire depende de:

1.- Propiedades del material a separar.

2.-Caudal circulante.

3.-Finura deseada.

El consumo específico de energía de los separadores de aire oscila entre 2 y 6.. ..

kWh

t producto fino

Los separadores estándar de Polysius y Raymond son muy similares al de Sturtevant. La mayor diferencia es que elRaymond tiene rotor con paletas selectoras dobles, es decir en dos niveles (Inferiores y superiores).



Tabla 3.7.4.2.1.- POSIBILIDADES DE CONTROL DEL SEPARADOR DE AIRE.

I.-AJUSTES EN EL VENTILADOR AUXILIAR.

Ia.-VELOCIDAD VENTILADOR AUXILIAR Y MARCHA VENTILADOR PRINCIPAL CONSTANTES.

I.al.

AUMENTANDO EL NUMERO O EL TAMAÑO DE LAS ALETAS DEL VENTILADOR AUXILIAR (SINALTERAR EL ANGULO DE POSICION) DISMINUYE EL TAMAÑO DE CORTE EN LA SEPARACION DELAS PARTICULAS. EL MISMO EFECTO SE CONSIGUE DISMINUYENDO LA DISTANCIA ENTRE LASALETAS Y LA PARED INTERNA DEL SEPARADOR.

I.a2.

ALTERANDO EL ANGULO DE POSICION DE LAS ALETAS DEL VENTILADOR AUXILIAR SE PUEDEMODIFICAR LA ACELERACION DE LA CORRIENTE EN ESPIRAL DE AIRE ASCENDENTE, QUE ESMAXIMA CUANDO ESTAN VERTICALES.

UN AJUSTE SOBRE UN ANGULO DE 45 º, EN AMBOS SENTIDOS, DISMINUYE EL AREA EFECTIVA DEPROYECCION DE LAS ALETAS Y, CON ELLO, SE REDUCE LA ACELERACION RADIAL

SI EL ANGULO SE ABRE MUCHO RESPECTO A LA VERTICAL. SE AUMENTA EL EFECTO DE LAPROPULSION EN LA CORRIENTE DE AIRE, PERO LA ACELERACION RADIAL SE REDUCE

NOTABLEMENTE. SI LAS ALETAS DEL VENTILADOR AUXILIAR SE INCLINAN EN EL MISMO SENTIDOQUE SU ROTACION SE REFORZARA LA CORRIENTE DE AIRE DEBIDA AL VENTILADOR PRINCIPAL YSE INCREMENTARA EL TAMAÑO DE CORTE. SI LAS ALETAS SE INCLINAN EN SENTIDO OPUESTO, SEREDUCIRA LA CORRIENTE DE AIRE Y DISMINUIRA EL TAMAÑO DE CORTE.

I.b.-MARCHA VENTILADOR PRINCIPAL CONSTANTE Y VELOCIDAD VENTILADOR AUXILIAR VARIABLE.

EL CAMBIO DE VELOCIDAD CAMBIA LA ACELERACION IMPUESTA POR EL VENTILADOR AUXILIAR A LA CORRIENTE DE AIRE EN ESPIRAL. LA ELEVACION DEL NUMERO DE VUELTAS DELVENTILADOR AUXILIAR (CON LO QUE SE REDUCE LA CANTIDAD DE AIRE CIRCULANTE) PRODUCEEL EFECTO DE SEPARAR MENOR CANTIDAD DE FINOS DEL MATERIAL TRATADO; LAGRANULOMETRIA DE LOS FINOS QUEDA DESPLAZADA HACIA LOS GRANOS MAS FINOS. LASVARIACIONES DE VELOCIDAD PUEDEN REALIZARSE CON LA INSTALACION EN MARCHA.

SI LA BANDA DE CONTROL DEL CAMBIO DE VELOCIDAD PARA DICHO VENTILADOR FUESEINSUFICIENTE PARA CONSEGUIR EL FIN PRETENDIDO, PODRAN APLICARSE ADEMAS LAS MEDIDASDE LA PARTE I.a.

II.-AJUSTES EN EL VENTILADOR PRINCIPAL.

SON POSIBLES LOS SIGUIENTES AJUSTES:

II.a.-CAMBIOS EN LA VELOCIDAD DEL VENTILADOR PRINCIPAL.

II.b.-CAMBIOS EN LA SUPERFICIE EFECTIVA DE LAS ALETAS DEL VENTILADOR.

II.c.- VARIACION DE LA SECCION DE ASPIRACION DEL AIRE DEL VENTILADOR MEDIANTEVALVULAS. SI SE REDUCE DICHA SECCION SE DISMINUYE EL TAMAÑO DE CORTE. ESTEAJUSTE PUEDE REALIZARSE CON LA INSTALACION EN MARCHA.

III.-AJUSTES EN LA CORONA DE ALABES DIRECTORESIII.a.- REGULANDO EL ANGULO DE POSICION DE LOS ALABES DEL ANILLO GUIA.



3.7.4.3.- Separadores con ventilador externo y ciclones planetarios.

A este grupo pertenecen los separadores La series REO , Rl, RE y RTE de FLS, el ZUB de Humboldt/Wedag y el

Cyclopol de Polysius. Este tipo de separadores tiene una eficacia mayor a la del grupo anterior. Valores de S V de 50-

70 % son típicos En contrapartida el costo de la instalación y el consumo de energía son mayores.

3.7.4.3.1.- Separadores rotatorios de FLS.

Al contrario que los separadores CV (FLS), estos separadores se utilizan en conexión con un ventilador y un ciclónseparados. Mientras que el CV es una sola máquina, en este caso son tres. En cambio, el separador rotatorio no es tancomplicado como el CV. La separación se lleva a cabo en el sistema rotatorio de aletas, ya que las partículas gruesasson enviadas contra la pared exterior del recipiente de separación, mientras que las partículas finas son arrastradas por la corriente de aire, producida por el ventilador externo, siendo llevadas a través del sistema de aletas fuera delseparador. En el ciclón externo se separan las partículas finas como material acabado y el aire continua hacia elventilador.

La finura y la cifra de circulación se regulan cambiando la cantidad de aire a través del separador y/o modificando lavelocidad de rotación del sistema de aletas.

En la figura 3.7.4.3.1.1.a puede verse el tipo RT. Se utiliza para crudo en circuito cerrado con un molino Tirax.

Todo el material es conducido con aire que sube a través del tubo ascendente desde el molino. El separador vaequipado con un motor con un número de revoluciones fijo, que, por medio de transmisión por correa trapezoidal yreductor, acciona el sistema rotatorio de aletas. Se suministra con 4 poleas trapezoidales para el reductor, para regular el número de revoluciones.

En la figura 3.7.4.3.1.1.b, puede verse el tipo RTE. Se utiliza para crudo en circuito cerrado con un molino Tirax -Unidan.

La mayor parte del material se introduce en el separador mediante un elevador. El resto, que comprende las partículasmás finas, se introduce con el aire del molino. El separador va equipado con un motor con un número de revoluciones

fijo, que, por medio de transmisión por correa trapezoidal y reductor, acciona el sistema rotatorio de aletas. Sesuministra con 4 poleas trapezoidales para el reductor, para regular el número de revoluciones.

En la figura 3.7.4.3.1.2.a, puede verse el tipo RE. Se utiliza tanto para crudo como para cemento en circuito cerradocon molinos Unidan o Tirax - Unidan.

Todo el material se introduce en el separador mediante un elevador. El aire se introduce desde el ventilador por mediode una toma situada en un lado de la parte inferior.

En el separador de crudo hay transmisión por correa trapezoidal, entre el motor y el reductor, y el número derevoluciones se regula cambiando las correas trapezoidales. Por su parte, en el separador para cemento se utiliza unmotor de velocidad regulable, que va acoplado directamente al reductor.

En la figura 3.7.4.3.1.2.b puede verse el tipo REC. Se utiliza para cemento en circuito cerrado con molinos Unidan

Todo el material se introduce en el separador mediante un elevador. El aire se introduce desde el ventilador por mediode una toma situada en un lado de la parte cilíndrica y sale tangencialmente a los 4 ciclones planetarios.

El rotor cilíndrico esta integrado con el disco distribuidor y el conjunto tiene transmisión con velocidad variable.



Figura 3.7.4.3.1.1.- (a).- Separador de aire tipo RT, (b).- Separador de aire tipo RTE.

Figura 3.7.4.3.1.2.- (a).- Separador de aire tipo RE, (b).- Separador de aire tipo REC.



3.7.4.4.- Separadores de alta eficacia.

3.7.4.4.1.- Introducción.

En todas las fábricas de cemento del mundo se hacen grandes esfuerzos para reducir los gastos de producción y, enconsecuencia, también se trata de reducir el consumo de energía. Esto ha traído consigo el interés de moler el cementoen circuito cerrado con separadores de alta eficacia, lo cual ofrece varias ventajas en relación con la molienda encircuito cerrado con separadores convencionales o con la molienda en circuito abierto.

La ventaja principal es el AHORRO DE ENERGIA. Si el cemento se muele hasta cierto residuo de tamizado que, para una calidad de clinker dada, por lo general está en relación con las resistencias del cemento, el ahorro de energíaque se puede obtener moliendo en circuito cerrado en vez de en circuito abierto es, para una determinada circulación,directamente proporciona! al grado de eficacia del separador de aire.

En la figura 3.7.4.4.1.1 se muestra en consumo específico de energía del motor del molino (Suponiendo unamolturabilidad media del clinker), para molienda hasta unos residuos en el tamiz de 30 µ m y para diferentes gradosde eficacia del separador. Se observa que se puede ahorrar mucha energía si se utiliza un separador de alta eficacia.Alternativamente si se mantiene el consumo específico de energía, la utilización de un separador de alta eficacia dalugar a un cemento de mayor finura, o sea, con mejores propiedades de resistencia.

Figura 3.7.4.4.1.1.- Consumo específico de energía para molienda hasta unos residuos en el tamiz de 30 µ m y para

diferentes grados de eficacia del separador

El grupo de separadores de alta eficacia comprende:

-Raymond High Efficiency-SD de Sturtevant,-ZUB - J de Humboldt/Wedag-CAROPOL de Polysius, LAROX de Hukki,-O - SEPA de Fuller/Onoda-SEPAX (1C y 2C) de FLS.

Este grupo forma una nueva generación de separadores de aire con eficacias altas, ya que valores deS

V de 60-80 %son típicos. Este tipo de separadores se aplican con mejor rendimiento en molinos de cemento que producen cementocon un muy alto contenido de finos.

Otra ventaja general es la facilidad para poder cambiar entre varios tipos de material.Casi todos los separadores de este grupo están utilizando el sistema de rotor cilíndrico introducido por FLS en elseparador REC.



3.7.4.4.2.- Separador SEPAX.

En la figura 3.7.4.4.2.1 puede verse una representación esquemática de un separador de alta eficacia del tipo SEPAX.Se compone de dos partes principales:

- El propio separador.

- La parte de dispersión.

Las dos partes están conectadas entre si mediante un tubo vertical.

El material del molino se introduce en la parte de dispersión del separador, donde el material se mezcla con unacorriente de aire ascendente. Los trozos de cuerpos moledores rotos o desgastados que pueda haber en el material,caerán y saldrán del separador a través de la salida que existe para este fin.

El material arrastrado por el aire va al separador y después de pasar por un sistema de celosías verticales llega al rotor.El sistema de celosías tiene tres funciones:

1.-Asegurar una distribución uniforme de la velocidad del aire a través del rotor, que es una condiciónnecesaria para obtener una gran exactitud de separación.

2.-Hacer que el aire y el material tengan una rotación previa, lo cual asegura una buena separación previa.

3.- Recoger el material grueso rechazado por el rotor.

El material grueso separado cae, del sistema de celosías, al cono de material grueso, saliendo del separador a través dela salida de dicho material. El material fino (Producto acabado> pasa por el rotor y deja el separador a través de lasalida para finos, que esta situada en la parte superior del separador.

El rotor se acciona mediante un motor de velocidad regulable y el ajuste de esta nos proporciona el medio de lograr la

finura deseada del material acabado.

La alta eficacia que se obtiene, fundamentalmente, se debe:

- Al sistema especial de dispersión fuera del separador

- A la distribución regular de la velocidad del aire a través del rotor. Además la construcción es sencilla y robusta.



Figura 3.7.4.4.2.1.- Separador de alta eficacia SEPAX.







La firma FLS ha diseñado el separador de alta eficacia SEPAX, que entrega en dos tipos de instalaciones: el SEPAX -1C y el 2C.

El SEPAX – 1C (Figura 3.7.4.4.2.2) solamente utiliza aire frío para la dispersión/separación y todo el producto serecoge en un filtro de mangas. Este diseño se utiliza en los casos en que se desee enfriar el cemento. Tanto el productoacabado como el material grueso salen del separador a una temperatura de 70 - 75 ºC. La baja temperatura delmaterial acabado contribuye a mejorar la resistencia de almacenamiento del cemento.

En condiciones normales no hace falta prever un enfriador a parte para el polvo de cemento. Además, el enfriamientodel material grueso que se recircula al molino, hace que se reduzca la necesidad de enfriar el material en el molinomediante agua o aire.



Figura 3.7.4.4.2.2.- Separador de alta eficacia SEPAX – 1C

l SEPAX - 2C (Figura 3.7.4.4.2.3) utiliza el aire de circulación y el producto se recoge en ciclones planetarios.Además, un pequeño filtro de mangas con su ventilador propio efectúa el desempolvado del circuito. En este caso,tanto el material acabado como el grueso dejan el separador a una temperatura de 110 - 120 ºC. De ahí, que si laalimentación fresca al molino contiene cierta humedad, el calor del material grueso recirculado puede aprovecharse

para secar la alimentación sin adición de calor desde fuera.



Figura 3.7.4.4.2.3.- Separador de alta eficacia SEPAX – 2C

Variando la cifra de recirculación se puede evaporar más o menos humedad en la primera cámara del molino, así para

una recirculación de 3 la cantidad será de 2.0 - 2.5 % de la producción de material acabado, que puede ser incrementada al 2.5 - 3.5 % si la recirculación pasa a ser 5.

Un molino dotado con un separador con enfriamiento (Utilizando aire frío), necesita una cantidad considerablementemenor de aire de ventilación a través del molino, con lo que puede utilizar un filtro de mangas más pequeño paradesempolvar el aire de ventilación y, por tanto, habrá un menor consumo energético del ventilador.

En resumen, las ventajas de los separadores de alta eficacia , tipo SEPAX, son:

1.- DISPERSION Y SEPARACION EN ZONAS DIFERENTES.

2.- SEPARACION Y DESCARGA DE CHATARRA PROCEDENTE DE LOS CUERPOS MOLEDORES.

3.- AIRE DE SEPARACION Y DEL MOLINO DIFERENCIADO.

4.- DISPERSION EFICAZ SIN DISCO DISTRIBUIDOR.

5.- CONTROL DE FINURA SIMPLE (2 PARAMETROS: NUMERO REVOLUCIONES DEL ROTOR Y

VOLUMEN DE AIRE).

6.- POSIBILIDAD DE ENFRIAMIENTO DEL CEMENTO.

La característica única del separador Sepax comparada con otros tipos de separadores de alta eficacia es la unidadexterna de dispersión de la alimentación al separador. Esta característica permite que los terrones y trozos de cuerposmoledores sean quitados del sistema de separador y molino, reduciendo, de este modo, el desgaste en la secciónsuperior del separador. También se elimina la tendencia del tabique del molino de bolas a atascarse con cuerposmoledores rotos.

La mayoría de los separadores vendidos han sido incorporados en instalaciones tradicionales de molienda de cementoen las que la alimentación al separador es relativamente fina.

Para instalaciones de molienda que incluyen una prensa de rodillos para premolienda, el diseño del separador ha permanecido inalterado hasta ahora. Sin embargo, como se utilizan prensas de rodillos para una proporción cada díamayor de la molienda en las instalaciones de molienda, los requisitos y aplicaciones con respecto al diseño delseparador han cambiado poco. Esto ha dado como resultado el desarrollo del separador Sepax de dos etapas condesaglomerador incorporado.

Al mismo tiempo, el diseño del separador ha sido puesto al día, resultando en una gama de separadores de alta

eficacia actualizados para varias aplicaciones.Se ha introducido un programa flexible, de múltiples aplicaciones, de separadores Sepax modulares. Dependiente dela aplicación en cuestión, los módulos de Sepax pueden ser combinados en el sistema de separador deseado.



Sepax para configuraciones de molino de bolas.

La versión modernizada del separador Sepax comprende la experiencia obtenida de los más de 160 separadoresvendidos. Se han modificado muchos detalles y el separador Sepax de la nueva generación ofrece las siguientesmejoras importantes:

1.-Menor altura y peso2.-Menor pérdida de presión3.-Menos desgaste

4.-Mantenimiento más fácil5.-Más fácil de incorporar en instalaciones de molienda existentes

Las figuras 3.7.4.4.2.4 y 3.7.4.4.2.5 muestran el nuevo separador Sepax diseñado para la alimentación relativamentefina de un molino de bolas. Las dos versiones van provistas de entrada de aire fresca y conducto de aire derecirculación, respectivamente.

Como se desprende por comparación con el diseño del Sepax tradicional, el concepto básico de dispersión yseparación es el mismo. Sin embargo, en el nuevo separador Sepax mostrado en la figura 3.7.4.4.2.4, la distancia entrela unidad de dispersión y la zona de separación es más pequeña. También el diseño de las unidades para recoger terrones y cuerpos moledores rotos ha sido modificado. Estas modificaciones han dado como resultado un separador extremadamente compacto y, por esto, la sustitución de un separador antiguo e ineficaz por un separador Sepax nuevo

es todavía más atractivo.

Se han introducido varias modificaciones para reducir la pérdida de presión en el sistema del separador. Esto sobretodo se ha logrado mediante un cambio de la velocidad del flujo de aire más uniforme a través del sistema deseparador total y un flujo de aire más suave desde la entrada de aire hasta la salida del separador. Además, lacolocación de celosías en la salida del separador reduce la pérdida de presión a través de la salida. La reducción de la

pérdida de presión comparada con el antiguo SEPAX es de unos 80-100 m.m. c.a., correspondiente a un posibleahorro de un 10 - 20 % sobre el consumo de energía del ventilador.

Figura 3.7.4.4.2.4.- Separador de alta eficacia SEPAX con entrada de aire fresco



Figura 3.7.4.4.2.5.- Separador de alta eficacia SEPAX con entrada para recirculación de aire

El separador Sepax con entrada de aire fresco se elige cuando se requiere refrigeración del cemento (Figura3.7.4.4.2.6). Para instalaciones de molienda de cemento donde se tiene que secar, por ejemplo, puzolana o escoriashúmedas, se elige el separador SEPAX con conducto de aire de recirculación (Figura 3.7.4.4.2.7) En este tipo deseparador SEPAX, la única diferencia es, como puede verse en las figuras 3.7.4.4.2.5 y 3.7.4.4.2.7, la sustitución dela entrada de aire fresco por el conducto del ventilador de aire de recirculación. En este diseño, el tamaño de salida

para terrones y cuerpos moledores rotos o desgastados ha sido reducido aún más y la misma salida ha sido ubicada enel fondo del conducto, ver la figura 3.7.4.4.2.5 punto k.

Figura 3.7.4.4.2.6.- Separador SEPAX nuevo, con entrada de aire fresco en configuración con molino de bolas.



Figura 3.7.4.4.2.7.- Separador SEPAX nuevo con recirculación de aire en configuración con molino de bolas.

Separador SEPAX en configuraciones de prensa de cilindros/molino tubular.

En la primera generación de instalaciones de prensa de cilindros/molino tubular, la prensa de cilindros se utilizabacomo una unidad de premolienda, que producía una pequeña proporción de producto final (Figura 3.7.4.4.2.8). Entales instalaciones la separación del material prensado no resulta económica debido al bajo contenido de material fino(Figura 3.7.4.4.2.9).

Figura 3.7.4.4.2.8.- Prensa de rodillos, de simple paso, usada para premolienda. Molienda final en un molino de bolas de dos cámaras en circuito cerrado con separador SEPAX.



Figura 3.7.4.4.2.8.- Prensa de rodillos, de simple paso, usada para premolienda. Molienda final en un molino de bolas de dos cámaras en circuito cerrado con separador SEPAX.

Figura 3.7.4.4.2.9.- Granulometría del clinker después de un simple paso por la prensa de cilindros, comparada con lagranulometría del material en la primera cámara del molino de bolas.



Sin embargo, el uso cada día mayor de prensas de rodillos incorporando recirculación del material prensado y de losrechazos del separador (Figura 3.7.4.4.2.10), ha resultado en un consumo específico de energía cada vez mayor en la

prensa de rodillos y un contenido elevado de material fino en el material prensado. El contenido elevado de materialfino en el material prensado ha hecho mucho más atractiva la separación intermedia.

La separación del material relativamente fino no sólo mejora al rendimiento de la prensa de rodillos, sino que también permite que la carga del molino de bolas sea optimizada. Hasta ahora las configuraciones más atractivas de prensa derodillos y molino de bolas han sido:

(1). -Alimentación de material prensado directamente al molino de bolas con o sin recirculación del material prensado (Figuras 3.7.4.4.2.8 y 3.7.4.4.2.10),

o(2).-Molienda a finura intermedia en la prensa de rodillos y molienda final en el molino de bolas (Figura3.7.4.4.2.11).

Sin embargo, el rendimiento de ambas configuraciones no es completamente satisfactorio. En la primeraconfiguración (1), la presencia de partículas grandes en el material que sale de la prensa de rodillos limita la

posibilidad de optimizar ¡a carga del molino de bolas. Debido a la presión baja en los bordes de los rodillos, ciertacantidad de material prensado permanece bastante grueso, conteniendo partículas de clínker de hasta 5-10 mm dediámetro. Incluso si las placas de material comprimido (Galletas) son recirculadas, todavía permanecerá cierta

proporción de estas partículas gruesas, lo que hace imposible evitar la cámara de molienda gruesa en el molino de bolas.

En la segunda configuración (2), la instalación consiste de un separador únicamente para la prensa de rodillos y unmolino de bolas para molienda final con o sin separador. Sin embargo, esta configuración no es ideal. Hay uncontenido bastante elevado de partículas finas en la alimentación al molino de bolas, lo que aumenta la tendencia aaglomeración en el molino y resulta en un rendimiento de molienda y eficacia bajos.

Figura 3.7.4.4.2.10.- Prensa de rodillos para premolienda con recirculación de terrones y rechazos del separador.Molienda final en un molino de bolas de dos cámaras en circuito cerrado con separador SEPAX.



Figura 3.7.4.4.2.10.- Prensa de rodillos para premolienda con recirculación de terrones y rechazos del separador.Molienda final en un molino de bolas de dos cámaras en circuito cerrado con separador SEPAX.

Figura 3.7.4.4.2.11.- Prensa de rodillos en circuito cerrado con separador SEPAX para molienda a finura intermediay molino de bolas de dos cámaras para molienda final.



Sin embargo, con el nuevo sistema de separador Sepax en dos etapas, los problemas mencionados se resuelven de otramanera. Como queda mostrado en la figura 3.7.4.4.2.12, este sistema Sepax consiste en dos módulos:

1.-Un módulo inferior con desaglomerador incorporado y separador de elevado límite de separación.

2.-Un módulo superior con separador de bajo límite de separación para separación fina.

Figura 3.7.4.4.2.12.- Separador de aire de alta eficacia SEPAX de dos etapas.

El uso de este sistema de separación en la configuración de prensa de rodillos/molino de bolas, como queda mostrado

en la figura 3.7.4.4.2.13, ofrece las siguientes ventajas:

1 .- La desaglomeración y dispersión tienen lugar en una unidad, resultando en una disposición simple.

2.- Los rechazos gruesos del separador de terrones aseguran un alto rendimiento de la prensa de rodillos.

3.-La separación del material fino de la prensa de rodillos previene sobremolienda en el molino de bolas.

4.- Los rechazos de la parte superior son adecuados para molienda con cuerpos moledores pequeños que aseguran un

rendimiento óptimo del molino de bolas.

5.- El material fino de la prensa de rodillos y el molino de bolas es mezclado en la parte superior, resultando en un

producto fino homogéneo.

6.- El desaglomerador interior reduce las molestias de polvo.



Figura 3.7.4.4.2.13.- Separador SEPAX, de dos etapas, con prensa de rodillos para molienda a finura intermediay molino de bolas de una cámara para molienda final.

La configuración arriba descrita ha sido ensayada en el centro de investigación de FLS. La tabla 3.7.4.4.2.1 muestralos resultados de un ensayo basado en una finura Blaine de 3170 cm2/g. Las curvas de distribución de partículas por tamaño quedan mostradas en la figura 3.7.4.4.2.14. Como se desprende el contenido de partículas superiores a 2 mmen el material grueso retornado del separador de terrones es, aproximadamente, un 50% y el residuo sobre tamiz de0.5 mm es un 80 %, aproximadamente. Esta fracción gruesa es retornada directamente a la prensa de rodillos paravolver a molerla.

El material para la alimentación al molino de bolas (el material de la salida superior para rechazos) consiste en partede rechazos del material de la prensa de rodillos y en parte de rechazos del molino de bolas. Esta alimentación total al

molino es bastante fina con el 99 % inferior a 2 mm y el 85 % inferior a 250 mµ . Este nivel de finura justifica el usode una carga de molino de bolas de cuerpos moledores pequeños.



Tabla 3.7.4.4.2.1.- Resultados de ensayo para molienda final de cemento en prensa de rodillos/molino de bolas

Figura 3.7.4.4.2.14.- Curvas de la distribución de partículas por tamaño para la molienda final en prensa derodillos/molino de bolas. (a).- Material fino total de la parte superior del separador Sepax(b).- Material del separador de terrones. (c).-Alimentación al molino de bolas de la salida derechazos en la parte superior.(d).- Salida del molino de bolas.



La figura 3.7.4.4.2.15 muestra las curvas Tromp para los separadores de terrones y de material fino basadas en losresultados obtenidos. De acuerdo con las curvas, el nivel de separación del separador de terrones es alrededor de 350mµ y el nivel de separación del separador de material fino es alrededor de 46 mµ .

Como se desprende de la tabla 3.7.4.4.2.1, la disposición del separador de terrones ha dado como resultado un

coeficiente de circulación del separador de rechazos de 2.3g C = 72

31.7

y un coeficiente de circulación de la

prensa de rodillos de 3.4r C = 109

31.7

, correspondiente a un consumo de energía específico total en la prensa de

rodillos de 10.8kWh

t , mientras que el del molino de bolas es de 11 .8

kWh

t basado en la nueva alimentación, lo que

hace un total de 22.6kWh

t . Si se incluye el consumo de energía del desaglomerador, del ventilador y del rotor del

separador el total asciende a 25.6kWh

t .

Figura 3.7.4.4.2.15.- Curvas de Tromp para el separador de terrones y de material fino.

El coeficiente de circulación del molino de bolas y la cantidad de material prensado que vuelve a la prensa de rodillos puede variar ampliamente, dependiendo del nivel de finura y la inclinación de la distribución granulométrica del producto fino deseado.



El SEPAX en la configuración de prensa de rodillos.

El nuevo separador SEPAX con desaglomerador incorporado puede ser usado no sólo para una instalación demolienda mezclada, sino también para una instalación de molienda final con una prensa de rodillos como la únicaunidad de molienda. Sin embargo, antes de diseñar una instalación de prensa de rodillos de molienda final, hay quetener en cuenta en consideración varios factores:

1.-Nivel de finura.

2.-La distribución de partículas por tamaño (PSD).

3.-El coeficiente de circulación deseado.

4.-Recirculación del material prensado.

5.-Separación de una o dos etapas.

Es un hecho bien conocido que la molienda final en una prensa de rodillos a valores de Blaine de 3000-4500 cm2/g, producirá un coeficiente de circulación de la prensa de rodillos de C = 5-10, que es un valor considerablemente más

elevado que en la configuración de molienda mezclada. Al mismo tiempo, la finura de la alimentación desaglomeradaal separador es bastante gruesa y muchas veces tiene entre el 40-50 % mayor de 0.5 mm.

En sistemas de separador tradicionales, la combinación de una carga de circulación muy elevada de material grueso yel nivel de separación deseado en el intervalo de 15-50 mµ , causará un elevado consumo específico de energía del

separador y del rotor del ventilador de entre 5 y 15kWh

t , dependiendo del nivel de finura. Tales cifras de un elevado

consumo de energía específico muestran el potencial de ahorro de energía e indican la demanda para un proceso deseparación de dos etapas.

Como queda mencionado, hay una proporción muy elevada de partículas gruesas en el material prensado. Si se realizamolienda final con un coeficiente de circulación de 5-6, alrededor de un 30 % de las partículas en la alimentación alseparador excederá a 1 mm y alrededor de un 50 % excederá a 0.3 mm.

Sin embargo, si se usa el separador Sepax de dos etapas, esa fracción gruesa será retornada del separador de terrones ala prensa de rodillos. Esto reduce el coeficiente de circulación del separador de la parte superior y, como consecuencia, la velocidad del flujo de aire, lo que reduce considerablemente el consumo de energía específico total así como eltamaño y costes del separador. Además, el desgaste en el separador de la parte superior funcionando a velocidad altadel rotor, es reducido debido a la falta de partículas grandes en la parte superior.

La figura 3.7.4.4.2.16 muestra un esquema de proceso de una instalación que comprende una prensa de rodillos y unseparador Sepax de dos etapas. Los resultados de ensayo de molienda final en la prensa de rodillos quedan indicadosen la tabla 3.7.4.4.2.2 y las curvas de distribución del tamaño de las partículas quedan mostradas en la figura

3.7.4.4.2.17.

Como se desprende, el consumo de energía especifico de la prensa de rodillos fue de 15.2kWh

t y es más bajo que el

obtenido en el ensayo de prensa de rodillos/molino de bolas. Sin embargo, el consumo de energía específico del

ventilador y rotor fue 3.7kWh

t , y debido al elevado coeficiente de circulación del sistema del separador, esto es más

elevado que en el ensayo de prensa de rodillos/molino de bolas. Como se observa de la tabla 3.7.4.4.2.2 , el consumo

de energía específico total fue 19.4kWh

t .



Figura 3.7.4.4.2.16.- Separador SEPAX, de dos etapas, con prensa de rodillos para molienda final.

Tabla 3.7.4.4.2.2.- Resultados de ensayo para molienda final de cemento en prensa de rodillos

Finalmente la tabla 3.7.4.4.2.3, nos muestra una comparación entre el consumo de energía previsto (Finura BLAINE

de 4000 cm2/g) para las diferentes configuraciones de los diagramas de flujos de las figuras anteriores.



Figura 3.7.4.4.2.17.- Curvas de la distribución de partículas por tamaño para la molienda final en prensa de rodillos.(a).- Material fino total de la parte superior del separador Sepax (b).- Rechazos (c).- Materialdel separador de terrones.

Tabla 3.7.4.4.2.3.- CONSUMO DE ENERGIA ESPECIFICO ESPERADO.Sistemas para molienda de cemento. Finura del cemento: Blaine de 400 m2/kg



3.7.4.4.3.- Separador de alto rendimiento tipo SD de Sturtevant (Figura 3.7.4.4.3.1).

La primera patente sobre este tipo de separador la obtuvo Sturtevant en 1974 y el primer separador industrial sevendió en 1984. Durante los últimos siete años se ha obtenido una constante mejora de estos separadores.

En este tipo de separadores se reemplazan las paletas de selección por un rotor de jaula con barrotes (Figura3.7.4.4.3.1), aunque se mantiene la circulación de aire interior con un ventilador y compuertas de retorno de aire parala recirculación del aire recogido en la envoltura exterior del separador.

En los primeros modelos el ventilador estaba integrado en el interior del separador. El ventilador y la jaula deselección tenían un eje y una transmisión común que proporciona una velocidad invariable. El control de la finura del

producto acabado se realiza ajustando el número y diámetro de los barrotes verticales de selección en el rotor delaparato y variando la velocidad del rotor.

Figura 3.7.4.4.3.1.- Separador de alta eficacia tipo SD de Sturtevant



Separador SD con múltiples entradas de aire tangenciales Separador SD con una entrada de aire única en voluta.

Figura 3.7.4.4.3.1.- Separador de alta eficacia tipo SD de Sturtevant

En los modelos siguientes se incorporo un ventilador exterior, con lo cual fue posible controlar el caudal de aire queatraviesa el separador y la velocidad de la jaula de selección de forma independiente.

Esta posibilidad de variación independiente del ventilador principal y de la jaula de selección permitió mejorar considerablemente la calidad del producto acabado, así como mejorar el propio rendimiento del separador. La entradadel aire es tangencialmente, originalmente solía ser por medio de 8 entradas y en la actualidad la entrada es única en lavoluta del separador. El caudal de aire está regulado por una válvula de aire integrada en el circuito. El flujo de aire

por el rotor es contrario a los otros tipos, ya que los finos pasan hacia el centro del rotor y salen por abajo.



La salida de finos y del aire, en los separadores SD más antiguos, era de tipo codo, dirigida hacia un filtro de mangaso a los ciclones. Cuando se empleaban dos o cuatro ciclones para el desempolvado del aire de salida del separador,existían 2 o 4 salidas tangenciales de una cámara de finos única situada en el centro del separador inmediatamente por debajo de la jaula de selección. Empleando la salida de aire tangencial se produce una menor pérdida de carga. Losmodelos actuales de separadores Sturtevant SD llevan 1, 2 o 4 salidas tangenciales de aire.

Las jaulas de selección (Figura 3.7.4.4.3.2.a) emplean este tipo de separadores tienen barras redondas, ya que aunquese han encontrado resultados equivalentes en cuanto al rendimiento y a la eficacia del separador con respecto a las

jaulas de selección con paletas de selección verticales, la potencia consumida es menor en las jaulas de selección con barras redondas. Esto se ha demostrado especialmente interesante para los grandes separadores con jaulas de selección

de hasta 4 m. de diámetro y todavía más con flujos de alimentación del orden de 1000t

h.

Otra ventaja de las jaulas de selección con barras redondas es la excelente resistencia a la abrasión de las barras, asícomo la facilidad con que estas barras pueden ser giradas 90 o 180 º después de uno o dos años de funcionamiento,

para presentar de nuevo una superficie totalmente nueva hacia el exterior de la jaula de selección.

La finura del producto acabado puede controlarse ajustando el número de barras de selección. No sólo es posiblecambiar fácilmente el número de estos elementos, sino incluso su diámetro, utilizando tubos de revestimiento

cubriendo las barras de selección. De esta manera se obtiene un control, independiente de la velocidad de la jaula deselección, sobre la finura del producto acabado, manteniendo la velocidad necesaria para una buena distribución delmaterial sobre el disco superior de distribución.

El primer separador Sturtevant SD se proyecto sin ningún tipo de deflectores. Se comprobó, no obstante, que a ciertasvelocidades de selección y dependiendo de la granulometría de la alimentación, el material tendía a acumularse en la

parte baja de la voluta de entrada de aire provocando un by-pass de una cierta parte de los finos directamente sobre elcono de rechazo, sin que el material hubiese sido sometido a la clasificación normal en torno a la jaula de selección,con lo que disminuía el rendimiento del separador.

Se instalaron y probaron diversas combinaciones de deflectores, que condujeron a una sensible mejora delfuncionamiento del separador. La configuración óptima debe conducir, no solo a la eficacia más alta posible del

separador, sino también a una mínima interferencia del torbellino generado por la entrada del aire en la voluta delseparador, reforzado por la rotación de la jaula de selección. La configuración óptima debe proporcionar una pérdidade carga mínima en el interior del separador.

El sistema de deflectores cónicos (Figura 3.7.4.4.3.2.b) se compone de una serie de conos truncados colocados unosencima de otros, que permiten la entrada de aire en la zona de selección con la menor turbulencia posible y losmínimos cambios en las velocidades tangenciales y radiales que, de hecho, son la base de la selección del material enel separador. Por otra parte, la gran superficie de paso entre los deflectores cónicos hace que la pérdida de carga en elsistema sea muy baja.

El mecanismo de accionamiento (Figura 3.7.4.4.3.2.c) no tiene ningún rodamiento en el interior del separador, con locual no se encuentran sometidos al ambiente caluroso y polvoriento del interior del separador.

Para la protección antiabrasión de los puntos más solicitados de los separadores, en las aplicaciones cementeras losmateriales empleados corrientemente para los separadores SD incluyen el basalto, la alúmina, los aceros antiabrasivostipo Creusabro, los aceros revestidos de una capa de carburo de cromo, la proyección de carburo de tungsteno, etc.

Entre la parte dinámica (jaula de selección) y la parte estática (cámara de finos) existe una junta de estanqueidad, quees de tipo laberíntico ( Figura 3.7.4.4.3.2.d))con una tolerancia lo más pequeña posible para que constituya una juntaeficaz.

Para los rotores de gran diámetro es difícil mantener tolerancias muy pequeñas. Ello ha conducido, hace 3 04 años, aldesarrollo de un sistema completamente nuevo compuesto por una serie de extensiones de las barras de selección.

Este sistema garantiza que todo producto que encuentra la posibilidad de atravesar la junta de estanqueidad serásometido a clasificación por la extensión de las barras de selección y no incluirá pues ninguna partícula gruesa. Esta junta puede inspeccionarse con facilidad y las tolerancias pueden ser ajustadas introduciendo calces bajo los soportesdel mecanismo del separador.



Para obtener una alta eficacia de separación es esencial una buena dispersión del material en la zona de selección delseparador. El elemento principal para obtener esta buena dispersión es la obtención de una velocidad periféricaelevada de la jaula de selección. La velocidad del disco de distribución puede ser mantenida en niveles elevados, aún

para la producción de cemento poco fino, ajustando correctamente el número de barras de la jaula de selección.

Figura 3.7.4.4.3.2.a.- Partes de un separador de alta eficacia tipo SD de Sturtevant



Actualmente Sturtevant está estudiando los separadores de alto rendimiento para finuras comprendidas entre 2 y 5micras con objeto de formar una nueva gama de separadores. Para ello se están empleando los principios de lamolienda y la clasificación utilizados en el molino de chorro Sturtevant, el micronizador (Figura 3.7.4.4.3.3).

Figura 3.7.4.4.3.2.a.- El "micronizer" de Sturtevant.

3.7.4.4.4.- Separador O-SEPA de Fuller/Onoda (Figura 3.7.4.4.4.1).

El separador O-SEPA funciona como el SD de Sturtevant, con un disco de distribución situado encima del rotor cilíndrico. El aire de separación procede de tres fuentes

- El aire primario que consiste en el aire del molino más un 30-50 % de aire frío.

- El aire secundario que puede ser aire frío o aire procedente del desempolvado del elevador, alimentadores, aparatosde transporte, etc.

- El aire terciario que siempre es aire frío.

El aire primario y el aire secundario entran en la zona de dispersión/separación tangencialmente por las paletasverticales, pasan al rotor arrastrando consigo los finos y continúa hacia los ciclones y el filtro.

El aire terciario entra, por tres tubos, en el cono de gruesos, al objeto de limpiar otra vez los gruesos de los finos.

La finura final se controla por la velocidad del rotor y por ajustes de los tres flujos de aire.

En la figura 3.7.4.4.4.2 puede verse el modo de efectuar la dispersión y la separación en un separador de este tipo. Asímismo, en la figura 3.7.4.4.4.3 se da la curva de Tromp del separador O-SEPA, comparada con la de un separador convencional, tipo Whizzer.



Figura 3.7.4.4.4.1.- Separador de alta eficacia y bajo mantenimiento O- SEPA



Figura 3.7.4.4.4.1.- Sección transversal del rotor.



Figura 3.7.4.4.4.1.- Separador de alta eficacia y bajo mantenimiento O- SEPA



Figura 3.7.4.4.4.2.- Dispersión y separación en un separador O-SEPA

Figura 3.7.4.4.4.3.- Curva de Tromp del separador O-SEPA, comparada con la de un separador convencional (TipoWhizzer)



3.7.4.4.5.- Raymond Hiçh Efficiency

El separador Raymond de alta eficacia es el que ha mejorado menos en comparación con los otros tipos. Todavía tieneel mismo concepto de disco de distribución y el rotor con paletas selectoras dobles. La única mejora consiste en uncambio en la entrada y salida del aire de separación y en el control de la velocidad del ventilador y del rotor.

3.7.4.4.6.- Separador ZUB - J de Humboldt/Wedag

El ZUB - J es el mismo separador que el ZUB clásico, con solo dos modificaciones internas: se han instalado un rotor cilíndrico y una entrada de aire tangencial al rotor por medio de celosías. La introducción del material todavía serealiza por medio de un disco de distribución tradicional. La finura se controla por medio de la velocidad del rotor y elcaudal de aire, que está regulado por una válvula de aire.

3.7.4.4.7.- Separador CAROPOL de Polysius

La característica de este tipo de separador es que Polysius ha solucionado el problema de disco de distribución/rotor con una integración total, llamado “la rueda de canales”. Tiene las siguientes desventajas: desgaste, poco tiempo parala dispersión y pérdida de presión elevada.

La finura se controla del mismo modo que los separadores anteriores.3.7.4.4.8.-Separador LAROX de Hukki

La empresa finlandesa Hukki y su separador LAROX son poco conocidos y tienen un concepto totalmente distinto delos demás separadores, ya que el separador no tiene partes internas móviles, luego en realidad es un separador estático.

La dispersión del material se efectúa por el principio de inyección y la separación en un ciclán horizontal/vertical. Lasmayores ventajas son su pequeño tamaño y la facilidad de operación.

3.7.4.5.-Ciclón - separador de aire.

El ciclón-separador de aire en su aspecto estructural y en su principio de clasificación es básicamente semejante alseparador de aire por dispersión. Las diferencias entre ellos estriban en la posición externa del ventilador de airecirculante y en la posición de los ciclones colectores del producto acabado.

El ventilador se caracteriza por su mejor rendimiento, ya que puede desarrollar presiones más altas que losventiladores internos de baja velocidad de los separadores clásicos, lo cual conviene para la separación de finos en losciclones de aire de gran rendimiento.

Esta forma de funcionamiento conlleva grandes caldas de presión, pero la acción clasificadora final es más efectivaque en los separadores convencionales. El aire circulante del sistema de separación queda muy aligerado de partículas

finas antes de regresar a la cámara de separación.

En los separadores clásicos, con su acción separadora menos efectiva, se produce una recirculación interna de lasfracciones más finas, dando lugar a una disminución del rendimiento de la clasificación, lo que se elimina,virtualmente, en los ciclones separadores de aire.

Generalmente, los ciclones separadores de aire pueden funcionar con menor caudal de aire circulante que losseparadores clásicos de capacidad comparable, consiguiéndose una mejor separación en la banda de las partículas másfinas.

Por consiguiente, los ciclones separadores de aire son muy adecuados para la obtención de cementos de alta y muy

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