A separação de materiais é um problema inerente à maioria das tecnologias de armazenamento.À medida que a demanda por produtos de maior qualidade aumenta, o problema de isolamento de estoque torna-se mais agudo.
Como todos sabemos, os transportadores radiais telescópicos são a solução mais eficiente para a separação de pilhas.Eles podem criar inventário em camadas, cada camada é composta de vários materiais.Para criar estoque dessa maneira, o transportador deve funcionar quase continuamente.Embora o movimento dos transportadores telescópicos deva ser controlado manualmente, a automação é de longe o método de controle mais eficiente.
Os transportadores retráteis automáticos podem ser programados para criar inventário personalizado em uma variedade de tamanhos, formas e configurações.Essa flexibilidade virtualmente ilimitada pode melhorar a eficiência operacional geral e fornecer produtos de maior qualidade.
Os empreiteiros gastam milhões de dólares todos os anos produzindo produtos agregados para uma ampla variedade de aplicações.As aplicações mais populares incluem materiais de base, asfalto e concreto.
O processo de criação de produtos para essas aplicações é complexo e caro.Especificações e tolerâncias mais rígidas significam que a importância da qualidade do produto está se tornando cada vez mais importante.
Por fim, o material é retirado da pilha de estocagem e transportado para um local onde será incorporado ao subleito, asfalto ou concreto.
O equipamento necessário para decapagem, jateamento, britagem e peneiramento é muito caro.No entanto, equipamentos avançados podem produzir consistentemente agregados de acordo com as especificações.O inventário pode parecer uma parte trivial da manufatura integrada, mas, se feito incorretamente, pode resultar em um produto perfeitamente compatível com a especificação que não atende à especificação.Isso significa que o uso de métodos de armazenamento incorretos pode resultar na perda de parte do custo de criação de um produto de qualidade.
Embora colocar um produto no estoque possa comprometer sua qualidade, o estoque é uma parte importante do processo de produção geral.É um método de armazenamento que garante a disponibilidade do material.A taxa de produção geralmente é diferente da taxa de produto necessária para uma determinada aplicação, e o estoque ajuda a compensar a diferença.
O estoque também oferece aos empreiteiros espaço de armazenamento suficiente para responder de forma eficaz à demanda flutuante do mercado.Devido aos benefícios que o armazenamento oferece, ele sempre será uma parte importante do processo geral de fabricação.Portanto, os fabricantes devem melhorar continuamente suas tecnologias de armazenamento para reduzir os riscos associados ao armazenamento.
O tema principal deste artigo é o isolamento.A segregação é definida como “separação de material de acordo com o tamanho da partícula”.Diferentes aplicações de agregados requerem classes de materiais muito específicas e uniformes.A segregação leva a diferenças excessivas nas variedades de produtos.
A separação pode ocorrer virtualmente em qualquer lugar no processo de fabricação de agregados após o produto ter sido triturado, peneirado e misturado na gradação adequada.
O primeiro local onde a segregação pode ocorrer é no estoque (consulte a Figura 1).Uma vez colocado o material em estoque, ele será eventualmente reciclado e entregue no local onde será utilizado.
O segundo lugar onde a separação pode ocorrer é durante o processamento e transporte.Uma vez no local da usina de asfalto ou concreto, o agregado é colocado em moegas e/ou silos de armazenamento de onde o produto é retirado e utilizado.
A separação também ocorre ao encher e esvaziar silos e silos.A segregação também pode ocorrer durante a aplicação da mistura final em uma estrada ou outra superfície após o agregado ter sido misturado ao asfalto ou à mistura de concreto.
Agregado homogêneo é essencial para a produção de asfalto ou concreto de alta qualidade.As flutuações na gradação do agregado destacável praticamente impossibilitam a obtenção de um asfalto ou concreto aceitável.
Partículas menores de um determinado peso têm uma área de superfície total maior do que partículas maiores com o mesmo peso.Isso cria problemas ao combinar agregados em misturas de asfalto ou concreto.Se a porcentagem de finos no agregado for muito alta, faltará argamassa ou betume e a mistura ficará muito espessa.Se a porcentagem de partículas grossas no agregado for muito alta, haverá excesso de argamassa ou betume e a consistência da mistura ficará excessivamente fina.Estradas construídas com agregados separados têm integridade estrutural pobre e eventualmente terão uma expectativa de vida menor do que estradas construídas com produtos devidamente separados.
Muitos fatores levam à segregação nos estoques.Como a maior parte do estoque é criada usando correias transportadoras, é importante entender o impacto inerente das correias transportadoras na classificação de materiais.
À medida que a correia move o material sobre a correia transportadora, a correia salta levemente ao rolar sobre a polia intermediária.Isso se deve à leve folga na correia entre cada polia intermediária.Esse movimento faz com que as partículas menores se acomodem no fundo da seção transversal do material.A sobreposição dos grãos grossos os mantém no topo.
Assim que o material chega à roda de descarga da correia transportadora, ele já está parcialmente separado do material maior na parte superior e do material menor na parte inferior.Quando o material começa a se mover ao longo da curva da roda de descarga, as partículas superiores (externas) se movem a uma velocidade maior do que as partículas inferiores (internas).Essa diferença de velocidade faz com que as partículas maiores se afastem do transportador antes de cair na pilha, enquanto as partículas menores caem ao lado do transportador.
Além disso, é mais provável que pequenas partículas grudem na correia transportadora e não sejam descarregadas até que a correia transportadora continue a enrolar na roda de descarga.Isso resulta em mais partículas finas voltando para a frente da pilha.
Quando o material cai em uma pilha, as partículas maiores têm mais impulso para a frente do que as partículas menores.Isso faz com que o material grosso continue a descer mais facilmente do que o material fino.Qualquer material, grande ou pequeno, que escorra pelas laterais de uma pilha é chamado de derramamento.
Os derramamentos são uma das principais causas de separação de estoque e devem ser evitados sempre que possível.À medida que o derramamento começa a rolar pela encosta do entulho, as partículas maiores tendem a rolar por toda a extensão do talude, enquanto o material mais fino tende a se depositar nas laterais do entulho.Consequentemente, à medida que o derramamento avança pelas laterais da pilha, cada vez menos partículas finas permanecem no material ondulante.
Quando o material atinge a borda inferior ou a base da pilha, ele é composto principalmente de partículas maiores.Os derramamentos causam segregação significativa, que é visível na seção de estoque.A ponta externa da pilha consiste em um material mais grosso, enquanto a pilha interna e superior consiste em um material mais fino.
A forma das partículas também contribui para os efeitos colaterais.Partículas lisas ou redondas têm maior probabilidade de rolar pela inclinação da pilha do que partículas finas, que geralmente têm formato quadrado.Exceder os limites também pode levar a danos ao material.Quando as partículas rolam por um lado da pilha, elas se esfregam umas nas outras.Esse desgaste fará com que algumas das partículas se quebrem em tamanhos menores.
O vento é outro motivo de isolamento.Depois que o material sai da correia transportadora e começa a cair na pilha, o vento afeta a trajetória do movimento de partículas de diferentes tamanhos.O vento tem uma grande influência em materiais delicados.Isso ocorre porque a razão entre a área de superfície e a massa de partículas menores é maior do que a de partículas maiores.
A probabilidade de divisões no estoque pode variar dependendo do tipo de material no depósito.O fator mais importante em relação à segregação é o grau de alteração do tamanho das partículas no material.Materiais com maior variação granulométrica terão maior grau de segregação durante o armazenamento.Uma regra geral é que, se a proporção do maior tamanho de partícula para o menor tamanho de partícula exceder 2:1, pode haver problemas com a segregação da embalagem.Por outro lado, se a proporção de tamanho de partícula for menor que 2:1, a segregação de volume é mínima.
Por exemplo, materiais de subleito contendo partículas de até 200 mesh podem delaminar durante o armazenamento.No entanto, ao armazenar itens como pedra lavada, o isolamento será trivial.Como a maior parte da areia está molhada, muitas vezes é possível armazenar a areia sem problemas de separação.A umidade faz com que as partículas grudem, impedindo a separação.
Quando o produto é armazenado, às vezes é impossível evitar o isolamento.A borda externa da pilha acabada consiste principalmente de material grosso, enquanto o interior da pilha contém uma maior concentração de material fino.Ao retirar o material do final dessas pilhas, é necessário retirar pás de diferentes locais para misturar o material.Se você pegar o material apenas da frente ou de trás da pilha, obterá todo o material grosso ou todo o material fino.
Também há oportunidades para isolamento adicional ao carregar caminhões.É importante que o método utilizado não cause um estouro.Carregue primeiro a frente do caminhão, depois a traseira e, finalmente, o meio.Isso minimizará os efeitos da sobrecarga dentro do caminhão.
Abordagens de manuseio pós-inventário são úteis, mas o objetivo deve ser prevenir ou minimizar quarentenas durante a criação do inventário.Maneiras úteis de prevenir o isolamento incluem:
Quando empilhado em um caminhão, deve ser cuidadosamente empilhado em pilhas separadas para minimizar o derramamento.O material deve ser empilhado junto com uma carregadeira, levantando até a altura total da caçamba e despejando, o que irá misturar o material.Se um carregador precisar mover e quebrar o material, não tente construir pilhas grandes.
Construir inventário em camadas pode minimizar a segregação.Este tipo de armazém pode ser construído com um bulldozer.Se o material for entregue no pátio, a escavadeira deve empurrar o material para a camada inclinada.Se a pilha for construída com correia transportadora, a escavadeira deve empurrar o material em uma camada horizontal.Em qualquer caso, deve-se tomar cuidado para não empurrar o material para fora da borda da pilha.Isso pode levar ao transbordamento, que é um dos principais motivos da separação.
O empilhamento com escavadeiras tem várias desvantagens.Dois riscos significativos são a degradação e a contaminação do produto.Equipamentos pesados ​​trabalhando continuamente no produto irão compactar e triturar o material.Ao usar este método, os fabricantes devem ter cuidado para não degradar demais o produto na tentativa de aliviar os problemas de separação.A mão-de-obra extra e o equipamento necessário muitas vezes tornam esse método proibitivamente caro, e os produtores precisam recorrer à separação durante o processamento.
Os transportadores de empilhamento radial ajudam a minimizar o impacto da separação.À medida que o estoque se acumula, o transportador se move radialmente para a esquerda e para a direita.À medida que o transportador se move radialmente, as extremidades das pilhas, geralmente de material grosso, serão cobertas com material fino.Os dedos da frente e de trás ainda estarão ásperos, mas a pilha ficará mais misturada do que a pilha dos cones.
Existe uma relação direta entre a altura e a queda livre do material e o grau de segregação que ocorre.À medida que a altura aumenta e a trajetória do material em queda se expande, há uma separação crescente de material fino e grosso.Portanto, os transportadores de altura variável são outra maneira de reduzir a segregação.No estágio inicial, o transportador deve estar na posição mais baixa.A distância até a polia dianteira deve ser sempre a mais curta possível.
A queda livre de uma correia transportadora para uma pilha é outra razão para a separação.As escadas de pedra minimizam a segregação, eliminando o material em queda livre.Uma escada de pedra é uma estrutura que permite que o material flua pelos degraus até as pilhas.É eficaz, mas tem aplicação limitada.
A separação causada pelo vento pode ser minimizada usando calhas telescópicas.Calhas telescópicas nas roldanas de descarga do transportador, estendendo-se da roldana até a chaminé, protegem contra o vento e limitam seu impacto.Se projetado corretamente, também pode limitar a queda livre do material.
Conforme mencionado anteriormente, já existe isolamento na correia transportadora antes de atingir o ponto de descarga.Além disso, quando o material sai da correia transportadora, ocorre mais segregação.Uma roda de pás pode ser instalada no ponto de descarga para remisturar este material.As rodas giratórias possuem asas ou pás que atravessam e misturam o caminho do material.Isso minimizará a segregação, mas a degradação do material pode não ser aceitável.
A separação pode acarretar custos significativos.O estoque que não atende às especificações pode resultar em penalidades ou rejeição de todo o estoque.Se o material não conforme for entregue no local de trabalho, as multas podem exceder US$ 0,75 por tonelada.Os custos de mão-de-obra e equipamentos para reabilitar estacas de má qualidade são muitas vezes proibitivos.O custo por hora de construção de um depósito com escavadeira e operador é maior do que o custo de uma esteira telescópica automática, e o material pode se decompor ou ser contaminado para manter a classificação adequada.Isso reduz o valor do produto.Além disso, quando um equipamento como um trator é usado para tarefas de não produção, há um custo de oportunidade associado ao uso do equipamento quando ele foi capitalizado para tarefas de produção.
Outra abordagem pode ser adotada para minimizar o impacto do isolamento ao criar inventário em aplicativos em que o isolamento pode ser um problema.Isso inclui o empilhamento em camadas, onde cada camada é composta por uma série de pilhas.
Na seção de pilha, cada pilha é mostrada como uma pilha em miniatura.A divisão ainda acontece em cada heap individual devido aos mesmos efeitos discutidos anteriormente.No entanto, o padrão de isolamento é mais frequentemente repetido em toda a seção transversal da estaca.Diz-se que essas pilhas têm maior “resolução de divisão” porque o padrão de gradiente discreto se repete com mais frequência em intervalos menores.
Ao processar pilhas com um carregador frontal, não há necessidade de misturar materiais, pois uma colher inclui várias pilhas.Quando a pilha é restaurada, as camadas individuais ficam claramente visíveis (consulte a Figura 2).
As pilhas podem ser criadas usando vários métodos de armazenamento.Uma maneira é usar um sistema de ponte e transportador de descarga, embora essa opção seja adequada apenas para aplicações estacionárias.Uma desvantagem significativa dos sistemas de transporte estacionários é que sua altura geralmente é fixa, o que pode levar à separação pelo vento, conforme descrito acima.
Outro método é usar um transportador telescópico.Os transportadores telescópicos fornecem a maneira mais eficiente de formar pilhas e geralmente são preferidos em relação aos sistemas estacionários, pois podem ser movidos quando necessário, e muitos são realmente projetados para serem transportados na estrada.
Os transportadores telescópicos consistem em transportadores (transportadores de proteção) instalados dentro de transportadores externos do mesmo comprimento.O transportador de ponta pode se mover linearmente ao longo do comprimento do transportador externo para alterar a posição da polia de descarga.A altura da roda de descarga e a posição radial do transportador são variáveis.
A mudança triaxial da roda de descarga é essencial para criar estacas estratificadas que superem a segregação.Os sistemas de guincho de corda são normalmente usados ​​para estender e retrair transportadores de alimentação.O movimento radial do transportador pode ser realizado por um sistema de corrente e roda dentada ou por um acionamento planetário acionado hidraulicamente.A altura do transportador geralmente é alterada pela extensão dos cilindros telescópicos do material rodante.Todos esses movimentos devem ser controlados para criar automaticamente estacas multicamadas.
Os transportadores telescópicos possuem um mecanismo para criar pilhas multicamadas.Minimizar a profundidade de cada camada ajudará a limitar a separação.Isso exige que o transportador continue em movimento à medida que o estoque aumenta.A necessidade de movimento constante torna necessário automatizar os transportadores telescópicos.Existem vários métodos de automação diferentes, alguns dos quais são mais baratos, mas têm limitações significativas, enquanto outros são totalmente programáveis ​​e oferecem mais flexibilidade na criação de estoque.
Quando o transportador começa a acumular material, ele se move radialmente enquanto transporta o material.O transportador se move até que um interruptor de limite montado no eixo do transportador seja acionado ao longo de seu caminho radial.O gatilho é colocado dependendo do comprimento do arco que o operador deseja que a esteira se mova.Neste momento, o transportador se estenderá por uma distância pré-determinada e começará a se mover na outra direção.Esse processo continua até que o transportador de longarina seja estendido em sua extensão máxima e a primeira camada seja concluída.
Quando o segundo nível é construído, a ponta começa a retrair de sua extensão máxima, movendo-se radialmente e retraindo no limite arqueado.Construa camadas até que o interruptor de inclinação montado na roda de suporte seja ativado pela estaca.
O transportador subirá a distância definida e iniciará o segundo levantamento.Cada elevador pode consistir em várias camadas, dependendo da velocidade do material.A segunda elevação é semelhante à primeira e assim sucessivamente até que toda a pilha esteja construída.Uma grande parte do heap resultante é desisolada, mas há estouros nas bordas de cada heap.Isso ocorre porque as correias transportadoras não podem ajustar automaticamente a posição das chaves fim de curso ou dos objetos usados ​​para acioná-las.A chave fim de curso de retração deve ser ajustada para que o excesso não enterre o eixo do transportador.