Os trabalhos mais
duros da Terra
requerem as fibras mais
resistentes da Terra.
O DuPont™ Kevlar® ajuda a criar soluções de
longo-prazo para as esteiras transportadoras
da indústria de mineração. A cada dia, essa
indústria extrai e transporta milhares de
toneladas destes preciosos e pesados minérios
para locais de processamento utilizando esteiras
transportadoras. As condições exigentes do
ambiente de mineração, ao lado do peso e da
abrasividade de muitos dos materiais que são
transportados, cobram seu preço sobre estes
sistemas: muitas não duram mais do que três
meses, ao mesmo tempo em que custam milhões
de dólares em consumo de energia.
A fibra de Kevlar
®pode ser aplicada
em quatro áreas da esteira
A continuidade operacional é essencial para a produtividade de uma mina. Diferentes tecnologias e produtos foram implementados ao longo dos anos visando principalmente elevar o tempo de vida útil do sistema, as previsões de falhas e a redução do consumo de energia a fim de reduzir os custos do processo. A DuPont™ esteve à frente destas inovações tecnológicas e apresenta a fibra Kevlar®, que fornece soluções inovadoras através de esteiras mais leves, fortes e duradouras, capazes de solucionar as principais preocupações e necessidades da indústria de mineração. Não é coincidência que a leveza e a alta resistência do Kevlar® também seja utilizado em materiais projetados para proteção balística do corpo e blindagem automotivas.
Kevlar® EE na
cobertura superior.
Breakers com
fios de Kevlar®
Carcaça tecido
de Kevlar®
Kevlar® EE na
cobertura inferior.
A 16 quilômetros de profundidade,
nervos de aço são bons, mas fios de
Kevlar
®são ainda melhores.
Tecidos Straight Warp fabricados com Kevlar® estão disponíveis
de 800 N/mm até 4000 N/mm com uma construção em
camada única. A substituição do poliéster/nylon convencional
(EP) e dos cabos de aço por tecidos de Kevlar® permitem a
produção de esteiras capazes de oferecer:
•
Tempo de vida superior
•Menor resistência à rolagem
e menor consumo de energia
•
Menor número de emendas
•Redução do tempo e custo
de emendas
•
Design flexível ao sistema
transportador
•
Capacidade superior de
transporte (melhor forma U)
•
Baixa elongação durante operação
•Operação normal em condições
Fibra Kevlar
®AP
A mais recente inovação da DuPont™ é a família de produtos Kevlar® de Alta Performance (AP) que eleva o desempenho, a eficiência de custos e a flexibilidade do design do sistema.
Tecidos Straight Warp de Kevlar
®Nossos fortes tecidos Straight Warp estão disponíveis de 800 N/mm até 4000 N/mm em construção de camada única gerando uma esteira muito mais leve.
Esteiras transportadoras mais leves
Esteiras transportadoras que utilizam carcaça fabricada com Kevlar® são mais leves e oferecem uma grande variedade de benefícios aos usuários finais como:
• Facilidade de manuseio e transporte • Custos reduzidos de frete
• Produtividade aprimorada
• Economia de energia • Flexibilidade de design
Força da malha do tecido
(N/mm) Espessura (mm) Peso específico (g/m
2)
800 2.1 1290
1000 2.4 1385
1800 3 1940
4000 3.6 2920
Peso da esteira (kg/m) Comparação com o Kevlar®
Kevlar® 2000 N/mm 22.0
EP 2000/5 31.5 43% mais pesada
ST 2000 33.5 52% mais pesada
*Todas as esteiras possuem capas superiores e inferiores de mesma espessura (12/6) *Também disponível em outras configurações.
Baixa deformação
A fibra de Kevlar® pode ser utilizada sob cargas elevadas sem gerar o alongamento da esteira, sendo uma excelente opção para substituição de esteiras de poliéster/nylon em longos sistemas. A carcaça Straight Warp em Kevlar® evita manutenções periódicas decorrentes do alongamento, reduzindo o intervalo de parada da unidade maximizando a produtividade.
Esteiras transportadoras mais finas
Esteiras produzidas com uma única carcaça única de Kevlar® oferecem: • Maior metragem de esteira por bobina
gerando menos emendas
• Menor investimento operacional no planejamento do sistema
• Maior cobertura superior aumentando o tempo de vida útil da esteira
• Aumento da capacidade de transporte devido melhor acamamento (maior ângulo “U” formado) DuPont™ Kevlar® (2000/1) Aço (2000 N/mm) EP (2000/5/N/mm)
Kevlar®
Breakers com Kevlar
®Vários danos podem ser verificados nas esteiras transportadoras durante a operação de materiais a granel e minérios pontiagudos, como perfurações (cortes) e incisões. As esteiras devem ser muito bem construidas para evitar que estes danos causem uma substituição prematura do sistema.
A fibra de Kevlar® possui excelentes propriedades mecânicas permitindo o design de cabos robustos que podem ser utilizados na trama dos Breakers. Esta aplicação aumenta a resistência aos danos quando o sistema é submetido a ambientes extremos. Os Breakers de Kevlar® oferecem uma melhoria significativa quando comparados às soluções utilizadas atualmente no mercado, como tecidos nylon/nylon.
Híbrido
de Kevlar®
e Nylon
Elevando a resistência a cortes
Ao reforçar a direção transversal das esteiras transportadoras, as fibras de Kevlar® auxiliam a aprimorar a resistência de todo o sistema contra cortes e ameaças externas. Testes laboratoriais comprovam que os cabos bem como os híbridos de Kevlar® são três vezes mais resistentes a cortes do que os típicos cabos de nylon utilizados em tecidos comerciais.
Aprimorando a resistência ao rasgo
Quando os sistemas de detecção falham na identificação de minérios pontiagudos e materiais não minerais presos nos roletes das esteiras transportadoras, todo o sistema pode ser comprometido através da propagação do rasgo. Breakers que utilizam o Kevlar® na trama permitem que ameaças sejam expelidas ou simplesmente interrompam o movimento do equipamento, evitando uma falha completa da esteira e permitindo uma simples manutenção no lugar de uma substituição completa. Testes laboratoriais mostram que os cabos de Kevlar® e os cabos híbridos de Kevlar® são de 20 a 40% mais resistentes que os típicos cabos de nylon.
Kevlar
®EE:
Engineered Elastomer
nas coberturas de borracha
O Kevlar® EE, elastômero projetado pela DuPont™, consiste na polpa da para-aramida (Kevlar®) altamente fibrilada dispersa em uma família de matrizes de borrachas disponíveis. Ele é baseado em uma tecnologia exclusiva que permite a abertura da estrutura altamente fibrilada do Kevlar®, permitindo a dispersão uniforme nas formulações de borrachas dos nossos clientes oferecendo um reforço eficiente ao composto.O Kevlar® EE reforça de forma diferente quando comparado aos fillers tradicionais, como o negro de fumo e a sílica, elevando a rigidez (módulo) com uma pequena ou nenhuma mudança da histerese. Resultados de campo em diversas aplicações demonstraram melhorias significativas na resistência à abrasão, ao rasgamento, no módulo e na resistência a cortes e danos.
Imagem Microscópica da polpa dispersa na borracha
Bisnagas
Kevlar®
Fácil dispersão
Na forma de bisnaga, a polpa de Kevlar® é previamente dispersa em uma matriz elastomérica facilitando a dispersão através de misturadores comuns encontrados em fabricantes de esteiras transportadoras. A DuPont™ oferece diferentes tipos de Kevlar® EE previamente dispersos em diferentes bases, auxiliando os produtores de borracha a decidirem qual base empregar em suas composições.
Coberturas superior e inferior da esteira
As coberturas superior e inferior das esteiras transportadoras são projetadas para atender a diferentes requisitos. A cobertura superior deve possuir alta resistência a danos (corte, abrasão, desgaste e perfuração) enquanto que a cobertura inferior deve ser muito bem projetada para possuir baixas propriedades de histerese, promovendo baixa resistência ao rolamento, de modo que a esteira consuma menos energia durante sua operação.
Código DuPont 1F722 1F723 1F724 1F819 1F770 Matriz do Elastômero Borracha Natural Neoprene GW SBR 1502 Neoprene WRT NBR Med ACN Conteúdo na massa de Kevlar® (%) 23% 23% 23% 23% 23%
Kevlar
®EE nas coberturas superiores
Esteiras transportadoras conduzem minérios pesados, altamente abrasivos e pontiagudos nas minas. O peso dos minérios varia de operação para operação, mas mesmo as borrachas mais bem projetadas sofrem muito desgaste. Danos típicos às coberturas superiores incluem perfurações (cortes), rasgamentos, abrasões, esgarçamentos e ranhuras. A incorporação do Kevlar® EE eleva o tempo de vida da esteira evitando falhas inesperadas capazes de interromper toda a produção. A DuPont™ desenvolveu testes especiais capazes de simular os danos enfrentados pela borracha durante operações. A incorporação do Kevlar® EE causa:
• Aumento 2 a 4 vezes da resistência a desgastes; • Melhora 10 a 20% da resistência a perfurações; • Aumento 50 a 70% da resistência a rasgamentos.
Kevlar
®EE nas coberturas inferiores
Esteiras transportadoras são uma das principais fontes de consumo de energia na indústria de mineração. Estudos mostram que a resistência ao rolamento é a primeira fonte (61%) de perda de energia em aplicações com esteiras transportadoras. Fabricantes estão investindo no desenvolvimento de compostos de borracha com propriedades que auxiliam a reduzir a resistência ao rolamento. Quando incorporado aos compostos de borracha, o Kevlar® EE permite melhores propriedades elásticas que auxiliam a reduzir perdas por histerese, diminuindo a resistência ao rolamento e por consequência o consumo de energia da esteira.
Transportando Economia
Várias companhias de mineração estão preocupadas com o impacto
dos custos dos transportadores em seu processo. O uso do Kevlar® na
carcaça ou incorporados às coberturas superiores e inferiores da esteira
pode auxiliar as empresas a economizar milhares de dólares
por ano. A DuPont
TMdesenvolveu até mesmo uma calculadora de
energia para auxiliar os fabricantes e empresas de mineração a avaliar
os benefícios da adição do Kevlar® na carcaça ou do Kevlar® EE nas
esteiras transportadoras.
Entre em contato
com um representante
DuPont
TMna sua região
para realizar uma
avaliação específica
O exemplo para referência situado abaixo apresenta a
comparação entre dados de desempenho de uma esteira
transportadora que utiliza DuPont
™Kevlar
®e uma esteira
que não utiliza o DuPont
™Kevlar
®.
Estudo de caso - Consumo Modelado de Energia
Exemplo de referência Comparativo 1 Comparativo 2 Carcaça de reforço EP de múltiplas camadas EP de múltiplas camadas Kevlar®
Composto de borracha Sem Kevlar® EE Com Kevlar ® EE (Fibra 3 PHR) Com Kevlar® EE (Fibra 3 PHR) Massa da esteira (kg/m2) 31.5 31.5 22 Condição descarregada -Modelo de requisição de potência Requisito de potência (kW) 66.29 61.52 49.10 Economias comparativas (%) - 7.2% 25.9% Condição carregada -Modelo de requisição de potência Requisito de potência (kW) 121.28 114.55 102.13 Economias comparativas (%) - 5.5% 15.8% Despesas com energia em um ano de operação Custo operacional (US$) $136.200,04 $128.498,69 $113.810,80 Economia total (%) - 5.7% 16.4%
Estudo de caso - Condições Operacionais
Comprimento do sistema (m) 350
Largura da esteira (mm) 1200
Velocidade da esteira (m/s) 6.0
Capacidade (ton/h) 1000
Mudança de elevação (m) 10
Custo de energia (US$/kW) 0.15
Tempo de operação carregada (%) 80% Tempo de operação descarregada (%) 10%
