Principais fatores a serem considerados ao selecionar um parafuso: aplicações práticas, seleção

Dois terminais podem encomendar descarregadores de navios de parafuso com a mesma classificação nominal de 800 t/h e acabar com uma produtividade anual muito diferente, porque o número que governa o desempenho do cais é a taxa contínua que a máquina mantém quando o alimentador de entrada atinge a carga no fundo do porão.

(AOTUO), fundada em 2003, constrói descarregadores de navios de parafuso com capacidade de até 3.000 t/h para navios de até 200.000 DWT e foi a principal unidade de desenho do padrão chinês da indústria de materiais de construção JC/T 2575 (Descarregador de navio de parafuso de cimento a granel). Os fatores abaixo decidem se um projeto de terminal atende à sua meta de produtividade: comportamento do material, taxa contínua necessária, geometria do navio e do porão, layout do berço, configuração de montagem, controle de poeira e estratégia de desgaste.

O que um descarregador de navio helicoidal realmente faz

Um descarregador de parafuso é um descarregador mecânico contínuo que coleta material a granel do porão de um navio com uma rosca de entrada horizontal, levanta-o através de um transportador helicoidal vertical e descarrega-o no sistema de transporte do cais sem um ciclo de captura.

A máquina funciona em três estágios: o alimentador de entrada coleta o material através do piso do porão, o parafuso vertical o eleva através de um revestimento até a lança e um parafuso de transferência ou calha o entrega ao transportador costeiro, corrediça de ar ou tremonha de recepção. Como não há viagem de retorno, a produção depende da firmeza com que o alimentador de entrada permanece enterrado na carga, e não da rapidez com que uma garra pode balançar. A carcaça fechada também mantém a carga longe do vento entre o porão e o cais, razão pela qual os sistemas de parafuso são especificados onde os limites de partículas são restritos.

O comportamento do material define a geometria do parafuso

A densidade aparente, a abrasividade, o teor de umidade e a quebra permitida de partículas determinam o diâmetro do parafuso, o passo, o material do voo e a potência instalada antes de qualquer comparação comercial começar.

A produtividade varia aproximadamente com o quadrado do diâmetro do parafuso e linearmente com o passo e a velocidade de rotação, de modo que a mesma capacidade nominal pode ser alcançada com um parafuso grande e lento ou um parafuso menor e rápido. A máquina rápida e de pequeno diâmetro é mais leve e barata, mas aumenta a quebra de partículas e o desgaste das bordas, o que é importante para grãos e carvão abrasivo.

A umidade é o fator mais frequentemente subestimado. O cimento que absorveu água forma grumos que não fluirão para o alimentador de entrada, e o carvão com alta umidade superficial pode aderir dentro do revestimento e reduzir a seção de transporte eficaz. Uma cotação deve indicar o teor de umidade do projeto e a taxa garantida para essa umidade, e não apenas o melhor valor.

Descarregador de navio de carvão de parafuso ferroviário-móvel para carvão abrasivo Lida com carvão com alta umidade e serviços abrasivos com transporte por parafuso fechado, elementos resistentes ao desgaste e capacidades de 200 a 3.000 t/h. Ver Produto →

Para serviços de carvão abrasivo, os descarregadores helicoidais de carvão montados em trilhos são fornecidos com elementos de transporte resistentes ao desgaste e pontos de transferência fechados.

Taxa Contínua Necessária, Tamanho da Embarcação e Geometria do Berço

Dimensione o descarregador a partir da taxa contínua média necessária ao longo da janela do berço e, em seguida, adicione margem para limpeza do porão e alterações na eclosão; uma taxa de pico nominal por si só superestimará o rendimento anual.

Um cálculo ilustrativo: um terminal que planeia 1,2 milhões de toneladas por ano de importações de cimento, 300 dias de operação, 18 horas produtivas de cais por dia e 75 por cento de disponibilidade mecânica precisa de 1.200.000 dividido por (300 x 18 x 0,75), ou 296 t/h de taxa contínua média. Uma máquina de 400 t/h carrega então cerca de 35% de espaço livre para passagens de limpeza, mudanças de escotilha e a perda de taxa que ocorre quando o porão se esvazia.

O tamanho do navio gera duas restrições físicas. A borda livre aumenta com o tamanho do navio, de modo que a hélice vertical e a lança devem alcançar o piso do porão no calado mais baixo esperado, enquanto ainda passam pela braçola da escotilha na parte mais profunda. A geometria do porão define o resto: as dimensões da escotilha, o número de porões e as obstruções internas determinam a quantidade de carga que o alimentador de entrada alcança sem ajuda. O layout do cais fixa então o envelope da máquina, porque o comprimento do cais, as posições dos cabeços e a rota do transportador costeiro já estão definidos.

Configuração de Montagem: Alcance, Obra Civil e Ocupação do Berço

As cinco configurações de cimento, fixa, móvel sobre trilhos, móvel sobre pneus, embarcada e montada em veículo, variam de viagens comerciais em relação ao custo de obras civis e flexibilidade de berço; a escolha é normalmente feita pelo layout do berço e não pela taxa de descarga.

Descarregador de parafuso fixo para terminais de cimento dedicados Para berços dedicados, esta unidade fixa elimina truques ferroviários e movimenta navios de 600 a 15.000 DWT a 100 a 500 t/h. Ver Produto →

Descarregador de navio helicoidal Rail-Mobile para granel seco com vários berços Move-se entre berços sobre trilhos e movimenta navios de 1.000 a 70.000 DWT a 200 a 1.500 t/h para cimento, carvão, grãos e concentrados. Ver Produto →

As unidades montadas sobre pneus eliminam o custo do trilho, mas precisam de um suporte rígido com capacidade de carga adequada e proporcionam um posicionamento menos preciso na escotilha. As unidades embarcadas viajam com o navio e atendem terminais sem descarregador montado no cais. Unidades montadas em veículos atendem operações temporárias ou de baixo volume. As instalações de referência incluem o Porto de Brisbane na Austrália e projetos no Porto de Mariveles, nas Filipinas.

Controle de poeira e conformidade ambiental

Como o material viaja dentro de um invólucro de parafuso fechado, os pontos de emissão em um descarregador de parafuso são limitados à entrada de retenção e à transferência de descarga, razão pela qual a tecnologia é frequentemente especificada onde a descarga pneumática ou por garra excederia os limites locais de partículas.

• Prática de vedação e recorte do alimentador de entrada no porão, que mantém o ponto de coleta enterrado na carga
• Invólucro da calha de transferência entre a descarga do descarregador e o transportador costeiro
• Dimensionamento do coletor de pó e meio filtrante selecionado para a carga específica, uma vez que os finos de cimento e o pó de carvão se comportam de maneira diferente em um filtro de mangas

Os limites de partículas são definidos pela licença de operação do terminal, não pelo fornecedor do equipamento, e variam de acordo com a jurisdição e o porto. Obtenha os limites da licença por escrito, indique-os na especificação técnica e exija que o fornecedor confirme quais pontos de emissão a cotação cobre.

Custo total de propriedade: o que pertence à comparação

Compare as ofertas com um escopo de custos definido durante um período fixo: equipamentos, obras civis no cais, fornecimento de energia e cabeamento, transporte a jusante e coleta de poeira, comissionamento, peças de reposição e a sobreestadia que a taxa de descarga alcançada evita.

Demurrage é a linha mais fácil de omitir e mais difícil de absorver. Uma máquina entregando 300 t/h em vez de 400 t/h em uma carga de 30.000 toneladas acrescenta cerca de 25 horas de atracação por escala, e esse tempo é cobrado do navio, do berço e do próximo cliente.

AOTUO constrói descarregadores de parafuso desde 2003 e detém mais de 100 patentes e direitos autorais de software; seu papel como unidade líder de redação do JC/T 2575 está documentado em seu perfil da empresa .

Estratégia de Desgaste, Manutenção e Peças de Reposição

As hélices da rosca, o alimentador de entrada e a calha de descarga são os itens críticos ao desgaste; em carvão abrasivo ou clínquer, segmentos de voo substituíveis ou de superfície dura permitem a reforma no cais, em vez de em uma oficina.

• Placas de revestimento e placas: monitore o arredondamento e a folga das bordas e mantenha os segmentos substituíveis em estoque
• Alimentador de entrada: o componente mais exposto e com maior probabilidade de ser deformado pelo contato com o piso do porão
• Caixa de engrenagens de parafuso vertical: carrega a carga mais alta no trem de força, portanto, a amostragem de óleo e as verificações de vibração fazem parte da rotina
• Rolamentos e vedações no parafuso vertical: a entrada de poeira é o principal caminho de falha, tornando a condição da vedação um indicador importante

O planejamento da manutenção deve seguir o cronograma da embarcação em vez de intervalos de calendário, e a lista de peças sobressalentes deve identificar quais itens são proprietários e qual prazo de entrega se aplica, uma vez que os componentes importados podem prolongar uma interrupção planejada.

Perguntas que os planejadores de terminais fazem antes de assinar

Qual taxa de descarga deve ser especificada para um descarregador de navio helicoidal?

Especifique a taxa média contínua necessária ao longo da janela do berço mais a margem. No cálculo acima, 1,2 milhão de toneladas por ano durante 300 dias e 18 horas produtivas por dia com 75% de disponibilidade requerem 296 t/h, portanto, uma máquina de 400 t/h fornece aproximadamente 35% de espaço livre. Taxas acima de 1.000 t/h exigem diâmetros de parafuso maiores e estruturas mais pesadas, e o atual limite superior da faixa chega a 3.000 t/h.

Um descarregador de parafuso pode lidar com cimento, clínquer, carvão e grãos?

Na maioria dos projetos a máquina é configurada em torno de uma família de materiais. O cimento e o clínquer são semelhantes em densidade aparente, mas diferem em abrasividade e temperatura residual; grãos adicionam limites de quebra e requisitos de higiene entre cargas; o carvão acrescenta abrasão e, para alguns tipos, considerações de explosão de poeira. Existem configurações multimateriais, mas o procedimento de troca, a exigência de limpeza e a tarifa garantida para cada carga devem estar previstos no contrato.

O que deve ser verificado antes de aceitar a máquina no berço?

Verifique a taxa contínua da carga projetada, o alinhamento e a capacidade da interface de descarga, a emissão de poeira nos pontos de entrada e transferência, as configurações de proteção do acionamento e a lista de peças de reposição. Os testes de aceitação devem indicar a carga, o teor de umidade e as condições da embarcação, porque uma taxa medida em carga seca e de fluxo livre não representará o desempenho em material úmido ou compactado.

A seleção se resume a combinar quatro variáveis ​​que não podem ser negociadas entre si: a carga, a taxa contínua exigida, a geometria do berço e os limites de emissão estabelecidos pela licença de operação. Uma máquina que atenda a todos os quatro manterá sua taxa durante a vida útil do terminal; aquele que cabe em três precisará de soluções alternativas no serviço.