ANTECEDENTES

La planta de la compañía Weyerhauser en New Bern, NC opera un molino de pulpa blanqueada a 1.000 tons por día. Como parte del proceso, la cal recalcinada sale del horno, es chancada, y después transportada a un silo de almacenamiento de cal caliente. La cal caliente recalcinada es mezclada con cal fresca de otro silo y alimentada a un apagador para comenzar la recaustización.

Se enfrentaron problemas en la mantención de una alimentación confiable desde el silo de cal caliente. Para solucionar estos problemas se hizo un esfuerzo en conjunto entre Jenike & Johanson Inc. y el equipo de personal técnico, de operación y de mantención de Weyerhauser.

EL PROBLEMO

El silo de cal caliente fue diseñado con un pequeño cuadrado como abertura de descarga y un alimentador de tornillo de caja simple. La cal caliente y la fresca eran alimentadas a un transportador de tornillo mezclador, el cual descargaba a otro transportador de tornillo que llegaba al apagador. El corto cuello de descarga entre el silo de cal caliente y el alimentador de tornillo estaba sujeto a frecuentes interrupciones de flujo. Los vibradores neumáticos raramente eran capaces de reestablecer el flujo. Cerca de la mitad de las obstrucciones podían ser despejadas mediante el uso de mangueras de aire de alta presión, sin embargo, esto causaba que el polvo fino escapara por el flange del silo/alimentador y alrededor de la cubierta del alimentador. El procedimiento estándar para las obstrucciones remanentes era que los operadores emplearan un martillo neumático en el costado del cuello de descarga.

Esta respuesta a las obstrucciones era repetida muchas veces en cada turno, exponiendo al personal de operaciones a potenciales incidentes de seguridad, y creando un problema medioambiental debido a la descarga de finos de polvo de cal a las áreas cercanas. Las obstrucciones también causaban oscilaciones en las operaciones de apagado, lo que era arrastrado a los causterizadores, derivando en calidad líquida inconsistente.

LA SOLUCION

Para prevenir los problemas de obstrucción, Jenike & Johanson sugirió la conversión de al menos una parte de la tolva a flujo másico, con un tamaño de abertura de descarga y forma más grande y robusta. No fue práctico ni necesario, rediseñar el silo a flujo másico completo, como lo mostraron los ensayos de propiedades de flujo (realizados usando nuestra máquina de ensayos única), la formación de ratholes no era una preocupación para aberturas de descarga de mayor diámetro. El cono existente fue reemplazado bajo el diámetro de 8”, con una tolva de transición diseñada para flujo másico, derivando en una disposición de flujo expandido. Esto alargó el canal de flujo a un diámetro de al menos 8”, ó cerca de seis veces su tamaño previo. También fue necesario reemplazar el alimentador existente con un alimentador de tornillo diseñado apropiadamente en flujo másico para que toda la descarga permaneciera activa.

Un diseño de transición de tolva fue seleccionado con una descarga suficientemente grande para superar la formación de arco. Los ángulos de pared fueron seleccionados basados en los resultados de ensayos de fricción de pared en placas de acero inoxidable 304 con acabado 2B.

Un alimentador de tornillo de flujo másico dual de 14 pulgadas fue seleccionado. Las espirales fueron diseñadas con un aumento en la capacidad en dirección de alimentación para lograr el objetivo de retirar material desde toda el área de descarga. Estas características incluyeron una sección cónica del eje en la parte posterior del tornillo para reducir gradualmente el diámetro del eje, así como un paso creciente en la sección cercana al frente del tornillo.

IMPLEMENTACION

Debido a la experiencia de Jenike & Johanson en la fabricación de tal equipo y nuestra habilidad para cumplir el programa requerido, fuimos elegidos para fabricar el alimentador de tornillo dual de 14”, tolva de transición, y una compuerta de paso. También proporcionamos planos de diseño en detalle para las modificaciones a ser realizadas por el personal de planta. El personal de Weyerhauser ejecutó la instalación eficientemente y sin problemas, derivando en una puesta en marcha a tiempo y sin faltas.

Fue importante para la planta tener una forma de aislar la tolva del tornillo de calibración, para los casos en que la mantención requiriera vaciar el alimentador. Cualquier tipo de mecanismo de puente sólido fue descartado desde el comienzo del proceso de diseño, debido a tolerancias, costos, y al temor que si no se usaba por mucho tiempo podría no funcionar cuando se necesitara. Propusimos un diseño de compuerta de barras el que induciría el puenteo a lo largo de la tolva y detendría el flujo, el cual fue incluido con el alimentador como parte del suministro. Una oportunidad de usar la compuerta con cal caliente llegó justo un año después de la instalación cuando el alimentador de tornillo debía ser detenido para mantención. La compuerta fue exitosa en la detención del flujo.

EL RESULTADO

Unos meses después de la puesta en marcha, el fondo del canal del alimentador, el que se parece a cañones de escopeta dispuestos uno al lado del otro, comenzó a torcerse y se rompió a lo largo de los cordones de soldadura (costuras), debido al severo trabajo mecánico y al calor de la cal caliente. Se ejecutaron algunos trabajos temporales, y el alimentador continuó en operación hasta la próxima detención. Mientras tanto, rediseñamos y proporcionamos un canal de reemplazo. En una inspección hecha un año después, el canal aún permanecía en buen estado por dentro y por fuera.

Los tornillos originales aún están en operación, sin que ocurra obstrucción alguna dentro del silo. La cámara de video requerida para monitorear el equipo antiguo, para asegurar que el flujo de cal caliente fuera mantenido, fue felizmente retirada.

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