Mining Technologies

SIMINE CON GD Sistema de cinta transportadora de accionamientos sin engranajes en colaboración con ThyssenKrupp

www.siemens.com/mining

El desafío: Zonas remotas, distancias más grandes, mayor producción, condiciones de mantenimiento difíciles

En muchas regiones mineras, la calidad del mineral va en descenso. Se comienzan a explotar nuevas minas en zonas aún más remotas, los pozos y las minas subterráneas son cada vez más profundos. Esto implica un transporte cada vez más grande de material a larga distancia, y la manipu­ lación del material plantea nuevos retos a los sistemas de manipulación existentes. Para gestionar los crecientes volúmenes y satisfacer una mayor necesidad de disponibilidad, los sistemas de trans­ porte por cinta deberán incorporar las tecnologías que han servido de base para los sistemas de accionamiento actuales, que son aún mayores. ¿Pueden los accionamiento tradicionales soportar hasta 20.000 kW? En un futuro próximo, las configuraciones de los acciona­ mientos de grandes cintas transportadoras con cajas de engranajes llegarán a su límite físico. Por ejemplo, un sis­ tema de cinta transportadora con una demanda de accio­ namiento superior a 20.000 kW necesitaría ocho sistemas de accionamiento tradicionales, estando cada uno de ellos provisto de motores de 2.500 kW. Este tipo de solución presenta el inconveniente de que reduce la disponibilidad y precisa de un gran número de componentes mecánicos. Mantenimiento en zonas remotas La necesidad de contar con equipos muy fiables que fun­ cionen en regiones mineras distantes es cada vez mayor. Al mismo tiempo, es preciso controlar los costes de man­ tenimiento, al tiempo que aumentan los costes de produc­ ción. Por consiguiente, la necesidad de utilizar nuevas tec­ nologías que reduzcan los costes de mantenimiento es un factor fundamental a la hora de decidir acerca de una nue­ va solución para la manipulación de materiales. Sus expectativas son …  Sistemas que le ayuden a transportar volúmenes mayores a lo largo de mayores distancias  Soluciones de accionamiento precisas y potentes  Equipos sólidos, con menor número de componentes eléctricos y mecánicos  Alta disponibilidad y costes de mantenimiento mínimos  Costes de operación menores  Consumo de energía optimizado

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Nuestra solución: Accionamientos sin engranajes para cintas transportadoras que satisfacen los reque­ rimientos más elevados y un fácil mantenimiento

En colaboración con ThyssenKrupp, Siemens ha introdu­ cido una nueva generación de cintas transportadoras ac­ cionadas por cicloconvertidor, sin engranajes y de un alto rendimiento: SIMINE CON GD. El principio ha mostrado su eficacia a lo largo de más de 25 años, sometido a procesos continuos de I+D. CON GD. El principio ha mostrado su eficacia a lo largo de más de 25 años, sometido a procesos continuos de I+D.

Sus ventajas están a la vista: menor número de compo­ nentes, alta disponibilidad, reducción del consumo global de energía y menores costes de mantenimiento. Un nuevo concepto de rendimiento para accionamientos en minería Las cintas largas de gran capacidad capaces de superar los diferentes requisitos de altura necesitan una cantidad de energía elevada. Cuando la demanda de energía supera los tres MW por polea, la solución adecuada es SIMINE CON GD.

Buenas razones para elegir SIMINE CON GD Comparación con la tecnología de reductores de engranaje  Mayor disponibilidad de la planta Al eliminar componentes eléctricos, conexiones, rodamientos y cajas de engranaje se reducen los riesgos de parada  Mayor eficiencia energética, hasta un cuatro por ciento Se consigue con la tecnología de accionamiento sin engranaje  Cintas más largas Con menor número de estaciones motrices y menos excavación en aplicaciones subterráneas

Este sistema supera las limitaciones que se atribuyen a los reductores del engranaje, y su construcción sin engranaje es sencilla, sólida y fácil de mantener. La tecnología del ciclo­ convertidor ha demostrado su gran fiabilidad a lo largo de varias décadas. Los proveedores de cintas transportadoras pueden también fabricar cintas más resistentes (ST-1 0.000), que soportan las mayores solicitudes propias de una mayor potencia de accionamiento. En pocas palabras: ha llegado la hora de pasar al accionamiento sin engranajes.

 Mayor potencia en la polea Libre de las limitaciones de las cajas de engranaje tradicionales

Menor número de componentes, cintas más largas Con menos accionamientos de alto rendimiento se necesi­ tan menos accionamientos convencionales: este hecho permite por lo tanto que las cintas sean más largas. Con un menor número de componentes, las estaciones de ac­ cionamiento requieren menos espacio. En aplicaciones subterráneas, el número de cavidades, que tienen un ele­ vado gasto, se reduce al mínimo.

 Reducción de los niveles de ruido Al eliminar el reductor, que es el componente más ruidoso en una estación motriz convencional

 Necesidades de mantenimiento reducidas Al reducirse las posibilidades de averías mecánicas y con el uso de componentes de gran solidez  Menor número de piezas de recambio Disminuye el inventario y menor capital de inversión

Transformador

Transformador

Convertidor

Convertidor C

Motor asincrónico

Motor sincrónico

Conexión Caja de engranaje Conexión Freno

Freno Polea motriz

Polea motriz

Sistemas de accionamiento convencionales (izquierda) y accionamien­ to sin engranaje con velocidad controlada (derecha). Al reducir el nú­ mero de elementos mecánicos es posible reducir los costes de mante­ nimiento de forma significativa. Se calcula que el ahorro puede llegar hasta el cinco por ciento al año de los costes iniciales de inversión.

Transportadora de cinta

Transportadora de cinta

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Su ventaja: Desplazamiento de más mineral. Ahorro de energía. Reducción de costes de mantenimiento.

¿Qué convertidor debería utilizar? Siemens ofrece dos tipos de convertidores, cada uno con determinadas ventajas. En la mina de Antapaccay de Xstrata Copper se utiliza el ciclo­ convertidor refrigerado por aire SINAMICS SL 150. Nuestros ingenieros esta­ rán encantados de poder ayudarle a identificar la solución adecuada para su mina.

Los inicios: 1985: la primera cinta transportadora que utiliza accionamientos con engranajes En 1985, Siemens y ThyssenKrupp se asociaron para insta­ lar la primera cinta transportadora directa sin engranajes con motores síncronos accionados por cicloconvertidor. Los ingenieros de RAG Deutsche Steinkohle estaban muy convencidos de las posibilidades de la tecnología de con­ vertidores, por lo que se decidieron a aplicarla en la mina de carbón de Prosper-Haniel en Alemania. Al cabo de más de 25 años, los accionamientos de las cin­ tas siguen funcionando para total satisfacción del cliente. Este es el informe de la Dirección de RAG:  no se han producido interrupciones significativas ni fallos que pudieran atribuirse a los motores o a los convertidores  los costes de mantenimiento son muy inferiores a los de las cintas transportadoras con caja de cambios  conseguimos anualmente un ahorro en torno al 10% en electricidad en comparación con las cintas con caja de cambios y velocidad constante.

La próxima generación: Accionamientos sin engranajes en los Andes peruanos Como resultado de la exitosa colaboración, ThyssenKrupp y Siemens suministrarán accionamientos sin engranajes a la nueva mina de Xstrata Copper en Antapaccay, en Perú. El sistema funcionará a una altura de 4.200 metros (13.780 pies). Dos accionamientos sincrónicos de baja velocidad y 3.800 kW (5096 CV) proporcionarán un par de 631 kNm a cada rodillo motriz. La cinta, de 1,37 metros de ancho, se extenderá por una longitud total de 6.528 metros. La capacidad de la cinta se estima en 5.263 toneladas métri­ cas a la hora, y funcionará a 6,2 metros por segundo. Con la utilización del cicloconvertidor refrigerado por aire, cuya eficacia ha sido ya probada, se conseguirá un com­ portamiento excelente en una zona montañosa tan apar­ tada, sobre todo teniendo en cuenta que...  se necesitará un par muy elevado; por ejemplo, al volver a poner en marcha la cinta a baja velocidad  en caso de que se detenga uno de los dos motores, los operarios podrán combinar el cicloconvertidor y los ac­ cionamientos sin engranajes durante un cierto tiempo para aplicar el doble de par en uno de los rodillos.

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Cicloconvertidor SINAMICS SL 150: refrigerado por aire  Gran capacidad de sobrecarga  Máxima potencia del convertidor incluso a velocidad mínima del motor (0 rpm)  Gran eficiencia gracias a la transformación directa de la energía (un paso para CA/CC)  Un diseño sencillo y el número reducido de compo­ nentes se traducen en: • solidez con gran fiabilidad • bajos costes de inversión • fácil mantenimiento  Necesidades de espacio reducidas  Tecnología de convertidor muy consolidada y de eficacia durante

Convertidor de tensión SINAMICS SM 150: refrigerado por agua  La última tecnología en convertidores  Posibilidad de regeneración para funcionamiento pendiente abajo y durante el frenado  Bajo impacto de la línea • no se genera potencia reactiva • armónicos en valor mínimo  No se necesita sistema de compensación de energía  El elemento de conmutación rápida (IGCT) permite un alto rendimiento del accionamiento  Elevada eficacia por funcionamiento a alta tensión  Disminución de potencia del convertidor a muy baja frecuencia de salida