Gli impianti di carbonato di calcio macinato (GCC) si trovano ripetutamente di fronte alla stessa decisione. Il mulino funziona, ma il classificatore non riesce più a mantenere un taglio netto. Le bollette energetiche aumentano. Un cliente richiede una granulometria più fine e la linea attuale non è in grado di fornirla. A quel punto, il proprietario valuta due opzioni: potenziare il classificatore o sostituire l'intera linea di macinazione e classificazione. Costi, energia, produttività e tempi di inattività determinano quale strada sia la più conveniente.
Che cosa cambia con un ammodernamento dei classificatori?
Un retrofit sostituisce il separatore All'interno di una linea esistente. Il mulino, l'alimentatore, le attrezzature di trasporto e l'impianto di aspirazione delle polveri rimangono al loro posto. Il nuovo classificatore accetta lo stesso materiale in ingresso e restituisce il materiale grezzo allo stesso mulino.
Il classificatore imposta il punto di taglio. Un separatore usurato o obsoleto permette alla polvere fine di tornare nel mulino. Il mulino quindi macina nuovamente il prodotto che già soddisfa le specifiche, e questa rilavorazione consuma energia elettrica senza alcun valore aggiunto. Un ammodernamento installa un classificatore con un taglio più preciso, in modo che una minore quantità di polvere finita ritorni al mulino e una maggiore potenza del motore venga utilizzata per alimentare il nuovo materiale.
EPIC Powder Machinery produce due famiglie di classificatori specificamente progettate per questo scopo. La serie ITC è un classificatore verticale a rotore singolo con un intervallo di taglio da D97 5 a 200 µm. La serie HTS utilizza un rotore orizzontale e copre la classificazione ultrafine da D97 3 a 45 µm. Entrambe si montano su sistemi di macinazione a circuito chiuso esistenti e sostituiscono un vecchio separatore senza necessità di nuove opere civili o modifiche alle fondamenta.
Che cambiamenti comporta la sostituzione completa della linea
La sostituzione completa dell'impianto prevede la rimozione del mulino, del classificatore e, spesso, anche delle apparecchiature di alimentazione e raccolta. L'installazione inizia da una piattaforma vuota.
Questo intervento ripristina l'usura lungo tutto il percorso. I rivestimenti del mulino, le pale del classificatore, le giranti delle ventole e le tubazioni sono tutti nuovi. Il progetto apre inoltre la strada a un mulino più grande, a un classificatore multirotore o a una diversa tecnologia di macinazione che l'attuale struttura non è in grado di supportare.
Perché il classificatore controlla l'intera bolletta energetica della linea
La sostituzione completa dell'impianto prevede la rimozione del mulino, del classificatore e, spesso, anche delle apparecchiature di alimentazione e raccolta. L'installazione inizia da una piattaforma vuota.
Questo intervento ripristina l'usura lungo tutto il percorso. I rivestimenti del mulino, le pale del classificatore, le giranti delle ventole e le tubazioni sono tutti nuovi. Il progetto apre inoltre la strada a un mulino più grande, a un classificatore multirotore o a una diversa tecnologia di macinazione che l'attuale struttura non è in grado di supportare.
Perché il classificatore controlla l'intera bolletta energetica della linea
La sostituzione completa dell'impianto prevede la rimozione del mulino, del classificatore e, spesso, anche delle apparecchiature di alimentazione e raccolta. L'installazione inizia da una piattaforma vuota.
Questo intervento ripristina l'usura lungo tutto il percorso. I rivestimenti del mulino, le pale del classificatore, le giranti delle ventole e le tubazioni sono tutti nuovi. Il progetto apre inoltre la strada a un mulino più grande, a un classificatore multirotore o a una diversa tecnologia di macinazione che l'attuale struttura non è in grado di supportare.
Perché il classificatore controlla l'intera bolletta energetica della linea
La macinazione del carbonato di calcio è una fase ad alta intensità energetica. Il GCC ultrafine può consumare 80 kWh per tonnellata o più, e il valore aumenta rapidamente al diminuire della granulometria desiderata. L'elettricità rappresenta la voce di costo operativo più rilevante nella maggior parte delle linee di produzione di GCC fine.
Gran parte di quell'energia viene sprecata quando il classificatore è inefficiente. Ogni tonnellata di polvere di dimensioni adeguate che ritorna al mulino deve essere separata nuovamente, con conseguente consumo di aria, energia del ventilatore e ore di funzionamento del motore del mulino. Un classificatore con il taglio corretto e una bassa perdita di carico elimina questa rilavorazione. Questo è il motivo per cui la sostituzione del classificatore spesso incide maggiormente sul consumo energetico rispetto a un nuovo mulino, poiché in un circuito chiuso il mulino impiega la maggior parte delle sue risorse per rispondere ai dati restituiti dal classificatore.
Il divario di costo
Un ammodernamento costa una frazione di una linea completa. Il classificatore e la sua installazione hanno in genere un costo pari al 10-20% di una linea completa di mulino e classificatore con la stessa capacità produttiva. I tempi di fermo sono brevi. La maggior parte delle sostituzioni di classificatori si completa in due o tre giorni.
La sostituzione completa di una linea di produzione comporta un costo maggiore e un fermo più lungo. I lavori di fondazione, il montaggio del mulino e le modifiche agli impianti elettrici e alle tubature aggiungono settimane al costo delle nuove attrezzature. L'impianto perde inoltre la produzione che avrebbe realizzato durante quel periodo, e la perdita di produzione si traduce in un guadagno reale per una linea che vende ogni tonnellata prodotta.
Energia e produttività: un esempio pratico
Consideriamo una linea di finitura che produce carbonato di calcio D97 da 10 µm a una velocità di 4 tonnellate all'ora. La linea funziona 7.000 ore all'anno, producendo quindi 28.000 tonnellate. Il costo dell'elettricità è di 100.000 dollari USA per kWh.
Prima dell'ammodernamento, la linea consumava 80 kWh per tonnellata. Il consumo annuo totale è di 2.240.000 kWh, pari a 1.000.400.224.000 dollari di energia elettrica.
Un ammodernamento con un classificatore HTS ad alta efficienza riduce il consumo energetico specifico del 16%. La linea assorbe quindi 67,2 kWh per tonnellata e il consumo energetico annuo scende a 188.160 dollari. Il risparmio è di 35.840 dollari all'anno.
Lo stesso nuovo classificatore spesso aumenta la produttività del 15-25% con un taglio più netto e una minore caduta di pressione. Quando l'impianto vende la produzione extra, il periodo di ammortamento si riduce. Con un costo di 0,12 dollari USA per kWh, il risparmio energetico sulla stessa linea sale a circa 43.000 dollari USA all'anno. Ipotizzando un costo di ammodernamento di 55.000 dollari USA, installazione inclusa, il solo risparmio energetico ripaga la spesa in circa 18 mesi con un costo di 0,10 dollari USA per kWh. Tariffe locali più elevate riducono ulteriormente questo periodo. L'aumento della produttività lo riduce ulteriormente laddove l'impianto può vendere le tonnellate extra. I dati di settore per gli aggiornamenti dei classificatori indicano un periodo di ammortamento tipico compreso tra 6 e 12 mesi, poiché la maggior parte dei casi di ammodernamento combina il risparmio energetico con l'aumento della produzione venduta.
Quando un ammodernamento ripaga
Un ammodernamento è la soluzione migliore quando il mulino è ancora in buone condizioni e garantisce già la finezza richiesta dal mercato. I veri problemi risiedono nel classificatore: elevato consumo energetico, taglio troppo morbido, eccessivo ritorno di materiale di dimensioni superiori al limite consentito o una granulometria massima che il separatore attuale non riesce a trattenere con sufficiente precisione. La sostituzione del classificatore risolve questi problemi a basso costo e con tempi di inattività minimi.
Gli interventi di ammodernamento risultano vantaggiosi anche quando l'impianto necessita di una granulometria più fine di quella che il separatore attuale è in grado di gestire, pur mantenendo la capacità di alimentazione del mulino. Un ciclo di lavorazione che passa da una granulometria D97 di 20 µm a una D97 di 10 µm potrebbe richiedere solo un classificatore a velocità superiore, non un nuovo mulino.
Quando la sostituzione completa della linea vince
La sostituzione completa della linea è la soluzione migliore quando il problema risiede nel mulino. Rivestimenti del mulino usurati, corpi macinanti esauriti, un corpo del mulino prossimo alla fine del suo ciclo di vita o una capacità produttiva di gran lunga inferiore alla domanda: tutti questi elementi indicano la stessa soluzione. Un nuovo classificatore non può risolvere i problemi di un mulino che non è in grado di alimentarlo.
La sostituzione è la soluzione migliore anche quando l'impianto deve raggiungere una granulometria molto più fine o un volume di produzione molto maggiore rispetto a quanto consentito dalla struttura attuale. Una nuova capacità produttiva, un classificatore multirotore più grande o un metodo di macinazione differente richiedono una nuova linea, non un semplice componente aggiuntivo.
Tre controlli che separano i due casi
La maggior parte delle decisioni si basa su tre parametri di valutazione.
Innanzitutto, individua il punto in cui la linea perde. Confronta il taglio del prodotto con l'intervallo dichiarato dal classificatore e ispeziona le condizioni del mulino. Se il classificatore non riesce a mantenere il taglio target mentre il mulino funziona correttamente, procedi con l'ammodernamento.
In secondo luogo, bisogna calcolare il prezzo dell'energia. Bisogna leggere il valore specifico dell'energia in kWh per tonnellata e moltiplicarlo per la tariffa locale. I calcoli dell'esempio precedente si applicano direttamente ai dati specifici dell'impianto.
In terzo luogo, verificate se l'impianto è in grado di vendere una maggiore quantità di prodotto. Gli incrementi di produttività si ripagano solo quando le tonnellate aggiuntive generano un margine di profitto. Un impianto la cui produzione è limitata dalla domanda ottiene meno valore da una maggiore produttività rispetto a un impianto che vende ogni tonnellata aggiuntiva.
Prima di specificare qualsiasi apparecchiatura, EPIC Powder Machinery esegue delle prove di classificazione sui campioni dei clienti. Questa fase dimostra se il mulino esistente, abbinato a un nuovo classificatore ITC o HTS, raggiunge il livello di separazione desiderato, informazione fondamentale per distinguere un ammodernamento da una semplice sostituzione.
I classificatori d'aria ITC e HTS
IL Serie ITC è un classificatore d'aria verticale a rotore singolo. I suoi undici modelli comprendono motori classificatori da Da 4 kW a 110 kW e volumi d'aria da Da 1.200 a 150.000 m³/h. La gamma di dimensioni delle particelle copre D97 da 5 a 200 µme l'efficienza di classificazione raggiunge il 60-90%. Il rotore verticale è in grado di trattare carbonato di calcio, caolino, talco, quarzo e mica e si installa direttamente in sistemi a circuito chiuso con mulini a sfere e mulini a rulli.
IL Serie HTS utilizza un rotore di classificazione orizzontale per la classificazione ultrafine a D97 da 3 a 45 µmÈ disponibile in modelli a rotore singolo di dimensioni da 70 a 1000 e moduli multirotore da 200/4 a 630/6. L'efficienza di classificazione è dal 60 all'80 percentoLe versioni multirotore aumentano la produzione per le linee GCC ad alto volume.
Entrambe le serie costituiscono un sistema chiuso completo con ciclone, depolveratore e ventilatore a tiraggio indotto, ed entrambe possono essere installate su circuiti di mulini esistenti. La velocità del rotore si regola tramite un inverter di frequenza, consentendo a un singolo classificatore di spostarsi tra i punti di taglio al variare della composizione del prodotto.
Per un impianto di carbonato di calcio il cui mulino è ancora funzionante, l'ammodernamento del classificatore si ripaga in meno di due anni e spesso anche in meno di uno, a una frazione minima del costo di una linea nuova. La sostituzione completa della linea è consigliabile solo quando il mulino stesso limita la produzione, la finezza o la durata di vita.
Polvere epica
Polvere epica Progettiamo sistemi di macinazione e classificazione per minerali, prodotti chimici, alimenti e prodotti farmaceutici. Con oltre 20 anni di esperienza nella lavorazione delle polveri, siamo in grado di individuare il mulino più adatto alla granulometria e alla capacità desiderate. Descriveteci il vostro materiale e vi consiglieremo una soluzione collaudata.
Grazie per aver letto. Spero che il mio articolo ti sia utile. Lascia un commento qui sotto. Puoi anche contattare il rappresentante clienti online di EPIC Powder. Zelda per ulteriori informazioni."
— Emily Chen, Ingegnere
