Diseño y optimización de un tambor rotatorio para la industria fertilizante

Este proyecto analiza diferentes optimizaciones referentes a los tambores rotatorios secadores de la industria del fertilizante inorgánico granulado, en términos de comportamiento estructural, de eficiencia energética, de medioambiente, de economía, de fiabilidad en la continuidad de producción de fertilizante y de comportamiento de este con el propio tambor (desgaste por corrosión y abrasión y adhesión a las paredes internas).

Los fertilizantes inorgánicos granulados incluyen en su proceso de fabricación diversos tambores rotatorios (granulador, secador y enfriador). Este proyecto se centra en el tambor rotatorio secador, pues resulta tanto el de mayores dimensiones como el de mayores exigencias térmicas. Por otro lado, un análisis sobre los diferentes tipos de fertilizantes inorgánicos granulados concluye que el fosfato diamónico (DAP) resulta ser el fertilizante con amplio uso en el sector agrícola y condiciones necesarias más exigentes en términos de corrosión y abrasión.

El elemento principal, la virola, es un cilindro de acero de 4,8 m de diámetro interno, 25 mm de espesor y 35 m de longitud, el cual aloja en su interior 792 palas de 12 mm de espesor distribuidas circunferencialmente y en desarrollo helicoidal, cuya función es la de favorecer el avance del fertilizante (121 Tn de carga máxima) a la velocidad adecuada. Dicha virola se instala con una inclinación de 3,57º con el mismo propósito que las palas descritas y se sitúa y rueda sobre dos apoyos constituidos por parejas de rodillos. Los contactos entre virola y apoyos se realizan a través de dos anillos soldados sobre refuerzos presentes en la virola en dichos contactos. Por último, el mecanismo de rotación se realiza mediante una corona dentada de grandes dimensiones soldada a la virola y engranada con un motor de media tensión alimentado a red trifásica a través de un centro de transformación de media tensión.

This project analyses different optimizations referred to rotary dryer drums of the granulated inorganic fertilizers industry in terms of structural behaviour, energetic efficiency, environment, economy, reliability to the continuous production of fertilizer and behaviour of itself with the drum (wear because of corrosion and abrasion and adhesion to the internal walls).

Granulated inorganic fertilizers include, in their production process, diverse rotary drums (granulator, dryer and cooler). This project focuses on the rotary dryer drum, given its dimensions and thermal requirements. Moreover, this project is based on the use of the diammonium phosphate (DAP), as an analysis of the use of different granulated inorganic fertilizers concludes that this is the fertilizer with a wide use in the agricultural sector, all along having the most exigent conditions in terms of corrosion and abrasion.

The main element, the shell, is a steel cylinder of 4,8 m of internal diameter, 25 mm thickness and 35 m long, with a set of 792 flights inside distributed in a circular pattern and helical development, whose function is to allow the progression of the fertilizer (121 Tn of maximum load) through the shell at an adequate speed. This shell is installed in a 3,57º slope with the same purpose as the flights mentioned before, and it is located and rotates on two supports consisting of couples of rollers. The contact between the shell and supports is made through two rings which are welded to a reinforced area present in the shell in these contact zones. Last, the rotation mechanism functions by means of a ring gear of great dimensions geared to a medium voltage motor connected to triphasic power through a transformation centre.