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Descargadores de barcos de tornillo para mejorar la eficiencia en el manejo de cemento y cenizas volantes en los puertos
Dos cifras deciden si un atracadero de cemento o de cenizas volantes se amortiza por sí solo: la capacidad nominal del descargador y el peso muerto de los barcos a los que debe dar servicio. Hangzhou Aotuo Mechanical and Electrical Co., Ltd. (AOTUO) construye descargadores de tornillo para buques con una capacidad de 3.000 t/h para embarcaciones de hasta 200.000 DWT, y la empresa redactó el JC/T 2575, el estándar de la industria china para descargadores de tornillo de cemento a granel. Todo lo que se encuentre entre esos números es una cuestión de fluidez, polvo y tiempo de atraque.
Dónde se pierde realmente la productividad del atraque
La productividad del atracadero se pierde debido a tres cosas mucho antes de que se pierda la capacidad nominal: polvo que no fluye de manera constante, polvo que debe contenerse y minutos dedicados a reposicionarse entre las casillas de las escotillas.
El cemento y las cenizas volantes son polvos y no gránulos. El cemento Portland común normalmente se envía con una densidad aparente de aproximadamente 1,4 t/m3, mientras que las cenizas volantes secas se sitúan cerca de 0,85 t/m3 y comienzan a comportarse como un líquido en el momento en que una cuchara o una corriente de aire las airea. El polvo que se fluidifica surge por cualquier abertura que se le ofrezca. Polvo que compacta puentes sobre la misma abertura. Ambas reacciones cuestan horas de atraque y ambas son predecibles a partir de un análisis de carga en lugar de descubrirse el día de la descarga.
Un paquete de cemento de 30.000 t se descarga en 37,5 horas a 800 t/h y en 25 horas a 1.200 t/h. La diferencia de 12,5 horas decide si en un atraque cabe un barco o dos en la misma ventana de mareas.
El polvo es la tercera limitación y su coste es más mensurable que teórico. Una cuchara que trabaja en una bodega abierta es un sistema de material abierto: el cucharón libera la carga desde una altura, el aire se mueve a través de la corriente que cae y la fracción más fina del paquete sale del muelle en forma de polvo en suspensión. Esa fracción fue extraída, molida y enviada, y nunca llega al silo.
Cómo un descargador de barcos de tornillo mueve carga en polvo
Un descargador de tornillo para barcos es un descargador mecánico continuo que alimenta material a granel desde la bodega del barco a un transportador de tornillo vertical dentro de una carcasa cerrada, luego lo transfiere al muelle a través de un tornillo horizontal, un tobogán de aire o una cinta transportadora.
No hay circuito de aire neumático ni agarre en ninguna parte del camino del material. El tornillo vertical es un transportador de desplazamiento positivo: el cemento o las cenizas entran por la entrada abierta en el fondo de la carcasa, son levantados por el tornillo giratorio y no pueden escapar lateralmente porque la carcasa los encierra en toda su longitud. AOTUO ha diseñado y fabricado estas máquinas durante más de 20 años, posee más de 100 patentes, registros de diseño y derechos de autor de software, y fue uno de los primeros fabricantes chinos en localizar el descargador de tornillo de cemento a granel.
3.000 t/h
Capacidad máxima de descarga nominal en la gama AOTUO
200.000 TPM
La clase de buque más grande para la cual los descargadores están diseñados
100
Patentes, registros de diseños y derechos de autor de software mantenidos.
El caso energético se deriva de la misma arquitectura. Los trabajos de ingeniería publicados sobre descargadores mecánicos de barcos registran que las máquinas de tornillo tienen importantes ventajas energéticas sobre otros sistemas de manipulación de cemento, porque los motores de accionamiento mueven el material directamente en lugar de utilizar aire comprimido como medio de transporte intermedio.
Rendimiento, energía y respuesta: dónde aparece la ganancia
Las ventajas de la descarga de tornillo se manifiestan en tres lugares: una curva de descarga continua en lugar de cíclica, una energía específica por tonelada menor que el transporte neumático y ningún turno de limpieza después de la última parada.
| Criterio | Descargador de barcos de tornillo | Transferencia neumática | Grúa de agarre |
| Contención de polvo | Carcasa completamente cerrada, puntos de transferencia sellados | Tubería cerrada, posibles fugas en juntas y filtros. | Balde abierto, polvo liberado en cada transferencia |
| Patrón de descarga | Continuo; hasta 3.000 t/h en la gama AOTUO | Continuo, limitado por la velocidad del aire y el diámetro interior de la tubería. | Cíclico, un cubo a la vez |
| Energía por tonelada | Los motores actúan directamente sobre el material. | Además del transporte, funcionan sopladores o bombas de vacío. | Bajo en el cucharón, alto en manejo total |
| Comportamiento de las cenizas volantes | Velocidad de alimentación controlada en la entrada. | Fuerte aireación de un polvo ligero, obstrucciones con ceniza húmeda. | Polvo y pérdida de producto en cada traslado. |
| Ajuste típico | Cemento, clinker y cenizas volantes en literas fijas o sobre raíles | Tiradas cortas, paquetes pequeños, diseños restringidos | Carga mixta, poco volumen, materiales no polvorientos. |
La última fila es donde los presupuestos de las terminales suelen salir mal. Los sistemas de agarre parecen económicos en la línea de equipos y caros en la línea operativa, porque la carga manipulada dos veces y cada metro cúbico de polvo extraído conlleva un costo que se repite en cada escala.
El control del polvo es una métrica de recuperación de carga
La carga perdida como polvo equivale a ingresos perdidos, y la aritmética es simple: en un paquete de 30.000 toneladas, una liberación del uno por ciento equivale a 300 toneladas de producto que se enviaron, descargaron y nunca se recibieron.
El transporte de tornillo cerrado y la recolección por presión negativa resuelven el problema desde ambos extremos. El cerramiento evita la formación de polvo, porque el material nunca está en caída libre al aire libre. La recogida en la cinta transportadora, la tolva receptora y la entrada del silo captura lo que se forma. AOTUO suministra colectores de polvo, toboganes de aire y cintas transportadoras como elementos del mismo sistema que el descargador, dimensionados según la potencia nominal del descargador en lugar de agregarlos posteriormente.
Selle primero, recoja segundo. Cerrar la carcasa del tornillo elimina la fuente de polvo más grande antes de que se especifique una sola unidad de filtro.
Hacer coincidir el tipo de instalación con la geometría del atracadero y la carga
La geometría del tornillo se comparte en gran medida en toda la gama. El sistema de montaje y desplazamiento decide en qué literas puede servir una máquina y hasta qué punto de cada bodega puede llegar.
- Descargador de buques de tornillo fijo: máquina de una sola posición para toma de tolva o silo dedicada, con el menor coste de instalación.
- Descargador de buques de tornillo móvil sobre raíles: recorre el muelle sobre raíles, por lo que una máquina da servicio a todo el atraque y a varios puntos de recepción.
- Descargador de buques de tornillo a bordo: montado en el propio buque, utilizado cuando la terminal no dispone de equipo de descarga en muelle.
- Descargador de buques de tornillo móvil de neumáticos: se desplaza entre atracaderos sin rieles, adecuado para terminales que manejan cargas mixtas.
- Descargador de barcos de tornillo montado en vehículos: montaje legal en carretera para sitios de descarga temporales o remotos.
El descargador de tornillo de cemento móvil sobre rieles es la configuración que se especifica con mayor frecuencia para un muelle de cemento exclusivo, porque mantiene el punto de descarga fijo sobre la tolva receptora mientras cubre toda la longitud del atracadero.
Descargador de barcos de tornillo móvil sobre riel ATXL-B / RMS-200-1500 Descargador de barcos de tornillo montado sobre rieles para muelles de cemento dedicados, que ofrece una capacidad de 200 a 1500 t/h y sistemas de transporte cerrados a tierra. Ver producto → Las instalaciones de referencia incluyen las Puerto de Maoming y el Puerto de Huizhou en la provincia de Guangdong, proyectos en Brisbane y Sydney en Australia, y el Puerto de Mariveles en Filipinas.
Cenizas volantes: la carga que castiga a los equipos genéricos
Las cenizas volantes secas son aproximadamente un 40 por ciento más ligeras por metro cúbico que el cemento Portland ordinario, y esa única diferencia cambia la geometría de entrada, el paso del tornillo, el tamaño del motor y la velocidad de manipulación que la máquina puede soportar.
Densidad aparente típica utilizada para dimensionar el descargador
Cemento Portland ordinario
1,45 toneladas/m3
Clínker de cemento
1,50 t/m3
Cenizas volantes, secas tal como se envían.
0,85 toneladas/m3
Cenizas volantes, acondicionadas
1,15 toneladas/m3
Valores orientativos para el dimensionamiento de equipos. Confirmar con un análisis de carga para cada paquete.
Un descargador de tornillo maneja bien las cenizas volantes cuando se controla la velocidad de alimentación y la entrada está diseñada para un polvo ligero y aireable. El modo de falla contra el cual se debe diseñar es la aireación excesiva: si las cenizas se fluidizan de manera demasiado agresiva en la entrada, llena la carcasa más rápido de lo que el tornillo puede limpiarla y la máquina se detiene. La humedad crea el problema opuesto, porque la ceniza húmeda se compacta y forma puentes sobre la entrada.
Transferencia neumática de cenizas volantes
- La tubería está cerrada, por lo que se contiene la liberación de polvo.
- El alto volumen de aire airea el polvo y fomenta el aumento de volumen.
- La energía del soplador se gasta antes de contar la energía del transporte.
Tornillo transportador de cenizas volantes
- La carcasa cerrada mantiene el polvo fuera del aire.
- La velocidad de alimentación de entrada se establece mecánicamente mediante la velocidad del tornillo.
- La transmisión mecánica directa se adapta a un alto tonelaje continuo
Descargador de barcos de tornillo multimaterial tipo neumático AOTUO ATSL-T Descargador de tornillo montado sobre neumáticos para terminales de graneles secos, que manipula cenizas volantes, clinker, carbón y cereales a 400-1000 t/h sin infraestructura ferroviaria. Ver producto → Qué escribir en la especificación del descargador
Seis cifras determinan si un descargador de tornillo alcanza su capacidad nominal en servicio y no en papel.
- Capacidad nominal continua en t/h, indicada para el material de diseño en lugar de una muestra de laboratorio.
- Gama de embarcaciones en DWT, con geometría de escotilla y alcance necesario para cubrir todas las bodegas.
- Conjunto de material con rango de densidad aparente y límite de humedad, ya que el cemento a 1,4 t/m3 y las cenizas secas a 0,85 t/m3 necesitan entradas diferentes.
- Objetivo de polvo en cada punto de transferencia, expresado como concentración en la entrada de recolección.
- Interfaz con el sistema de recepción: silo, tobogán neumático, cinta transportadora o estación de carga de camiones.
- Referencia de norma y prueba, como JC/T 2575 para descargadores de tornillo de cemento a granel, además de condiciones de prueba de aceptación.
Los compromisos de capacidad se verifican en el servicio en lugar de en una hoja de datos. AOTUO Proyecto de terminal de cemento 2 MTPA en Filipinas entró en funcionamiento con descargador, transporte y control de polvo entregados como un solo sistema.
La descarga de tornillos compite en tiempo de atraque, recuperación de carga y energía por tonelada, no sólo en precio de compra.
Una terminal que sostiene 1.000 t/h a través de puntos de transferencia sellados gasta menos por tonelada en energía, extracción de polvo y limpieza que una terminal que alcanza la misma tasa máxima en ciclos de agarre y paga la diferencia en cada llamada posterior.
Preguntas prácticas de los operadores de terminales
¿Qué tan rápido puede descargar cemento un descargador de barcos de tornillo?
Los descargadores de tornillo de cemento de AOTUO tienen una potencia de hasta 3.000 t/h, y la cifra sostenida la establece la densidad de carga, la disposición de las escotillas y el sistema de recepción: un paquete de 30.000 t se descarga en 30 horas a una velocidad constante de 1.000 t/h. La capacidad nominal se mantiene sólo cuando el transportador del lado del muelle y la entrada del silo pueden absorber ese flujo.
¿Puede una máquina manejar cemento y cenizas volantes?
Sí, cuando la entrada y el paso del tornillo se adaptan al material más ligero. El cemento se envía a aproximadamente 1,4 t/m3 y las cenizas volantes secas a aproximadamente 0,85 t/m3, por lo que una máquina está dimensionada solo para rellenos inferiores de cemento sobre cenizas y una máquina dimensionada solo para sobrecargas de ceniza sobre cemento. Los diseños multimaterial, como la unidad tipo neumático ATSLT, están diseñados para esa tarea.
¿A qué nivel de polvo se debe diseñar un atracadero de cemento o cenizas volantes?
Primero diseñe el recinto y luego mida en los puntos de transferencia. GB 4915-2013, la norma china sobre contaminantes del aire de la industria cementera, establece un límite de emisión especial de 10 mg/m3 para partículas, y los puntos de transferencia portuaria normalmente se especifican con una cifra comparable. Una carcasa de tornillo sellada es lo que hace que ese objetivo sea alcanzable sin sobredimensionar el sistema de extracción.
¿Cómo cambia el tamaño del buque las especificaciones del descargador?
Los conjuntos de tamaños de embarcaciones alcanzan la capacidad. Los descargadores de AOTUO están diseñados para barcos de hasta 200.000 DWT, y en barcos más grandes la restricción vinculante es la cobertura de la escotilla: la pluma y el sistema de desplazamiento deben colocar la entrada de tornillo a lo largo de todo el patrón de escotilla sin recorte manual al final de la descarga.
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