Selección y Dimensionamiento de de Harneros industriales Método de la Allis-Chalmers

Datos Necesarios: a.- Características del Material a ser harneado, como ser: Densidad (Real y Aparente) Tamaño máximo de la alimentación Distribución granulométrica con los valores de separación incluidos entre los datos Forma de las partículas (tipo de clivaje o hábito de ruptura) % de Humedad del material Presencia de materiales arcillosos entre los elementos a separar b.- Capacidad ( expresada en ton/hr o m3/hr) c.- Franjas o fracciones de separación de la mezcla d.- Eficiencia deseada, si no se impone algún valor, los valores de área necesaria se asumen con

una eficiencia tan alta como un 95-97% e:- tipo de Servicio: Lavado, Clasificación Final, Clasificación intermedia F.-Existencia o no de limitaciones de espacio o de peso g.- grado de conocimiento del material a ser harneado y/o del Proceso que lo utiliza

Selección de los harneros: Los harneros son seleccionados básicamente en función de las características del material a ser

harneado y /o del tipo de servicio que se requiera conforma a la tabla 5-07

Dimensionamiento:

La selección del tamaño del harnero es realizada en función del área (m2) y del ancho del harnero. El

ancho, por su parte, es el calculado para entregar un espesor de cama de material sobre la tela que sea

compatible con las aberturas de las telas usadas, hay una relación que se debe cumplir para ello.

El Área de harneado necesaria está dada por la formula:

Área (M2) = (T x P) / (C x M x K x Qn) Donde:

T : es la cantidad de material alimentado, expresado en m3/hr (use Dens. Aparente)

P : es el “Factor de seguridad” de sus cálculos, es función del conocimiento del proceso y de la calidad de

los datos aportados, valores de P varían entre 1 y 1.4 como máximo para solicitar más información en la

selección y usuales en aplicaciones como Áridos, donde los tipos de alimentaciones tienen una gran

variabilidad en alimentación y producto requerido.

C: es el llamado “Factor de Capacidad”, es función de la abertura del harnero propuesto y se encuentra

graficado en la Grafica B, sus unidades son (M3/M2 x Hr)

M: es llamado el “Factor de Material Retenido” y se obtiene gráficamente desde la grafica C.-

K: es el Factor que relaciona la cantidad de material en la alimentación del harnero que es menor que

la mitad de la abertura del posible harnero, es decir para un harnero de ½” ( media pulgada de

abertura), se pregunta por él % pasante en tamaño ¼” que existe en la alimentación.- Se obtiene

gráficamente desde la grafica D

Qn: es el producto de 6 factores obtenidos desde la tabla E ( Qn = Q1 x Q2 xQ3 xQ4 xQ5 x Q6 )

Observación: si el futuro harnero tiene Más de un piso ( o DECK), cada uno de ellos debe ser

seleccionado por este procedimiento y el equipo final debe ser del un área tal que permita acoger desde

el más grande al área más chica.-

Determinación del Ancho del Harnero:

El ancho nominal del harnero esta dado por la formula:

W = [ (100 x Tf) / ( 6 x S x D ) ] + 0,15

Esto debe entregar un espesor de cama en la descarga D dado por:

D = (100 x Tf ) / ( 6 x S x (W -0,15)

En que D: espesor de Cama (milímetros) del material siendo harneado en el extremo del harnero

en la zona de descarga

Tf : cantidad de material en el extremo de salida, en M3/Hr ( probable flujo de descarga o

gruesos)

S : Factor de velocidad de transporte del material, depende de las características del material y

del harnero en su forma de accionamiento, se expresa en Mt/min y se lee desde la tabla F.

Finalmente W será el ancho del harnero.( en metros…)

Una buena regla práctica para determinar el ancho de un harnero es la limitación del espesor de cama

en el momento en que el material esta por abandonar el harnero, se debe cumplir con ciertas

limitaciones: (ver Tabla Sgte)

Densidad Aparente de Material a Harneado Altura Máxima de la Cama en salida del harnero

Mayor que 1.6 ton/m3 4 veces la abertura del harnero

Entre 1,6 y 0,8 ton/m3 3 veces..

Menor que 0,8 ton /m3 2,5 veces..

Graficas y Tablas de Factores:

Tamaños de Aberturas menores a 1 pulgada: ( Hasta malla20, 1830 micrones)

Gráfica de Factor M ( Factor de material Retenido)

Gráfica de Factor K (Factor de material como %Pas. De un tamaño mitad de la abertura del Harnero)

Tabla para selección de valores de Factores Q(i) para el cálculo de Qn:

Tipo de Q Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Valor del Sub

Factor Qi Tipo de

Abertura en equipo

Clivaje o Habito de Ruptura

Rango de Malla en Operación

en Agua

% de H2O superficial (Caso Harneado en

Seco)

N° y Tipo de Deck en Harnero

% de área Libre en tela o malla

1.40 # 35 a ¼” 70.0%

1.30 1/4” a ½” 65.0%

1.25 Rectan 4 x 1 ½” a 1” 62.5%

1.20 Rectan 3 x 1 1” a 1,5” 60.0%

1.15 Rectan 2 x 1 1,5” a 2.0” 57.5%

1.10 2” a 3” 55.0%

1.00 Abertura Cuadrada

Forma Cubica

Operación en Seco o

mayor a 3”

Operación en Agua o con menos a

3%H2O

50%

0.90 Laminar Deck Superior 45.0%

0.85 Ab. Circular 3 a 6 % Humedad 42.5%

0.80 Deck Segundo 40.0%

0.75 6 a 9% H2O 37.5%

0.70 Deck Tercero 35%

0.60 30.0%

0.50 25.0%

Especificaciones de mallas construidas en alambre de acero del tipo “Liviano”, “Standard” y “Heavy

Duty” o “Pesado” (Nota: Buscar descripciones similares en Aplicaciones de harneros con Goma o Mejor

con Plásticos del tipo HDPVC o similares)

El objetivo de seleccionar un tipo de malla de alambre es determinar el % de área libre que ella tiene,

mallas con aberturas mas chicas tienen menos área libre y por el contrario, malla de aberturas mas

grandes tienen mas área libre. Alambre finos, aunque tengan menor duración tienen mas área libre que

otros, con igual abertura de harnero, con alambres más gruesos. Se cambia duración (mantención) por

eficiencia.-

Tipos de Harnero donde Seleccionar según Potencial Uso Industrial:

Servicio Tipo Abertura

Max - Min

Tamaño

Max Alim

Inclinación Harneado

Seco - Hum

Tamaño

Máximo

Capacidad

(Ton/Hr)

Scalping Primario

Grilla tipo M 10” 4” 48” 20° Seca 4,8 x 2,4 1500 a 2000

Clasificac. Intermedia, Mat.Grueso

Grilla GN Harneros M Harneros XH

10” 2” 4” 1,5” 10” 1.”

20” 12” 16”

20°

Seca Seca Seca

3.0 x 1.5 4.0 x 1.5 6.0 x 2.4

600-800 300 2200

Clasificac. Final, Mat Intermedias

Harneros MS Harneros SH

6” #20 6” #20

12” 8”

20° 18 a 20°

Seca – Hum

7.2 x 3.0 6.0 x 2.4

1000 1500

Clasificac. Final. Horizontal

Harneros HN Harneros LH

2,5” 1/8” 2,5” 1/8”

10” 8”

0° 0° a 5°

Seca – Hum

4.0 x 1.5 6.0 x 2.4

250 600

Clasificac. Final. Mat Finos

Harneros F 1/8” a #60 5/8” Seca 3.0 x 2.0 60

Desaguado Harneros LH 1/8” a #50 6” 0° Humeda 6.0 x 2,4 400 tph

Especificaciones técnicas del Tipo de Harneros MN o MNS para Clasificación Intermedia

Tabla F Estimación del Factor S (Factor de Velocidad)

Tipo de harnero Inclinados Horizontales

Tipo / Modelo HX SH MNS LH Hn

Altura de Tela >1 >1 <1 >1 <1

RPM, rotación de motor 750 800 800 800 800

S, Factor de velocidad 38 38 30 12 12

Ejemplo:

Ejemplo de Selección:

Seleccionar harnero de un deck para tratar 380 ton hora del material que se describe y separar las

fracciones +1/2” y -1/2”, se propone usar un equipo MN o MNS que aplica a esas separaciones de

tamaños medios.

Datos: material de densidad 2.7 o 1.6 aparente, Tamaño máximo en alimentación: 4”, % de humedad

superficial: 3%, forma de las partículas: tendencia Laminar. El harneado se realizará en seco y se debe

separa en fracciones sobre y bajo media pulgada. Hay análisis granulométrico de la alimentación como

se indica:

Malla 4” 1” 0,5” ¼” 1/8”

%Pasante 100 75 45 30 22

1.- Hacer esquema:

T = 380 tph = 238 m3/hr (Dividiendo por la densidad aparente) P = 1.0 Se supone proceso conocido y datos reales Buscar factor C en grafica para finos, en ½” C=23.5 Buscar factor M en grafica para retenido, en 55 (%ret en ½”..) desde grafica : M= 1.22 Buscar factor K en grafica para ello, hay un 30% menor en tamaño mitad de media pulgada es decir ¼” Desde grafica D: K= 0.8 Buscando los Q:

Q1 = La malla DEBE ser cuadrada por el tipo de clivaje del material, Q1 = 1 , Malla Cuadrada Q2 = Las partículas tienen tendencias Laminares, Q2 = 0.9 Q3= el harneado es en seco Q3 = 1 Q4= El % de Humedad superficial es 3% ; por lo que Q4= 1.0 Q5 = Hay un único deck que hace la separación pedida y ese es el calculado ahora, Q5=0.9 Q6= desde clasif. De tipo de malla, se recomienda un “Standard, de ½” que se lee con un 54% de

área libre, con ese valor se regresa a tabla anterior, donde se lee que para un 55% de área libre el valor de Q6 es 1.10

Finalmente

Qn = 1 x 0,9 x 1 x 1 x 0,9 x 1.10 = 0.891

Se evalúa la ecuación del área del harnero: A = (238 x 1)/(23.5x1.22x0,8x0.891) = 11.64 m2 con esa área

se busca el modelo MNS que tiene esa área o superior..

El modelo 60024/2 dice tener un cuadro para malla de 6.0x2,4 mts con una área de 14.4M2 que

satisface las necesidades de ese tonelaje.-

El equipo indicado deberá ser cotizado

130.9 – 55%

107.1 – 45%

238 m3