Moinho Raymond vs Moinho de Rolos Vertical: Guia de Produção, Energia e Custo

Moinho Raymond vs. Moinho de Rolos Vertical: O que você realmente está escolhendo

Ao comparar um moinho Raymond versus um moinho de rolos verticais (VRM), a decisão raramente é sobre “o que é melhor” e quase sempre sobre finura necessária, tolerância à umidade, metas de custo operacional e capacidade de manutenção . Ambas as tecnologias podem produzir pó competitivo, mas otimizam diferentes restrições.

Em termos práticos, um moinho Raymond é frequentemente selecionado para materiais simples e secos e rendimentos moderados com operação simples. Um moinho de rolos vertical é comumente selecionado quando você precisa de maior rendimento, secagem integrada e menor energia por tonelada – presumindo que você possa suportar manutenção e controle de processos mais complexos.

Como cada fábrica funciona e por que ela é importante para a qualidade do produto

Mecanismo de moagem de moinho Raymond

Um moinho Raymond normalmente usa uma zona de moagem de anel e rolo onde os rolos pressionam e rolam contra um anel sob força centrífuga. A classificação de materiais é comumente tratada por um classificador interno. Como a moagem e a classificação estão intimamente ligadas, a finura é fortemente influenciada pelas configurações do classificador, fluxo de ar, estabilidade de alimentação e estado de desgaste dos anéis/rolos.

Mecanismo de moagem de moinho de rolo vertical

Um moinho de rolos vertical mói em uma mesa rotativa com rolos aplicando pressão hidráulica. Os VRMs normalmente integram secagem, moagem e classificação com alta circulação interna. Isto pode melhorar a eficiência energética e o manejo da umidade, mas a qualidade do produto depende da formação estável do leito, controle de pressão diferencial e alimentação consistente.

A implicação operacional é direta: um moinho Raymond costuma ser mais indulgente com a sofisticação do controle de processo, enquanto um VRM pode oferecer melhor eficiência, mas é mais sensível a condições adversas (oscilações de umidade, variabilidade de alimentação e leito de moagem inadequado).

Benchmarks de desempenho: finura, capacidade, umidade e energia

Os resultados reais dependem da dureza/abrasividade do material, umidade, PSD alvo, aditivos e layout da planta. As faixas abaixo são comumente usadas para triagem de engenharia em estágio inicial e devem ser confirmadas pelo dimensionamento do fornecedor e pelos dados piloto.

Se você precisar de uma regra simples para viabilidade antecipada: escolha um moinho Raymond quando seu objetivo for pó de finura média com rendimento modesto e operação simples; escolha um VRM ao priorizar menor kWh/t com maior rendimento e pode gerenciar a secagem, circuitos de controle e manutenção de desgaste.

Custo total de propriedade: CAPEX, custo de energia, peças de desgaste e tempo de inatividade

Exemplo de custo de energia (ilustrativo)

Suponha que sua planta produza 20 t/h , corre 6.000 horas/ano , e a eletricidade é US$ 0,10/kWh . Compare um moinho Raymond em 28 kWh/t versus um moinho de rolos vertical em 18 kWh/t :

1. Tonelagem anual = 20 t/h × 6.000 h = 120.000 t/ano
2. Energia anual (Raymond) = 120.000 × 28 = 3.360.000 kWh
3. Energia anual (VRM) = 120.000 × 18 = 2.160.000 kWh
4. Economia anual de energia = (3.360.000 - 2.160.000) × US$ 0,10 = US$ 120.000/ano

Este tipo de lacuna é a razão pela qual os VRMs são frequentemente justificados com base nos custos operacionais em escala. No entanto, o caso de negócio pode mudar se a sua operação enfrentar mudanças frequentes de produtos, pessoal de manutenção limitado ou pequenos volumes onde a poupança de energia não compensa a maior complexidade.

Peças de desgaste e realidade de tempo de inatividade

• Moinho Raymond: o desgaste nos rolos e no anel geralmente se apresenta como finura flutuante e produção reduzida; a manutenção tende a ser mais rotineira, com menos componentes de grande massa.
• Moinho de rolos vertical: rolos/revestimentos de mesa podem ser caros e pesados; A estratégia de manutenção planejada (peças sobressalentes, cadência de reconstrução, abordagem de revestimento duro) é uma parte fundamental do modelo OPEX.
• Para materiais abrasivos, o vencedor económico é muitas vezes o sistema com a melhor plano de gerenciamento de desgaste , e não a placa de identificação mais baixa kWh/t.

Seleção por Material e Especificações do Produto

A maneira mais prática de escolher entre um moinho Raymond ou um moinho de rolos vertical é começar a partir dos requisitos do produto e calcular retroativamente o risco de moagem e classificação. Os casos abaixo refletem padrões de decisão comuns na moagem mineral industrial.

Quando um moinho Raymond é normalmente uma boa opção

• Alvos de finura moderada (por exemplo, cerca de 100–325 mesh) onde é necessário um controle rígido de PSD, mas a moagem ultrafina não é a prioridade.
• Alimentos relativamente secos e de fluxo livre (por exemplo, muitos tipos de calcário, dolomita, barita, calcita) onde a secagem integrada não é essencial.
• Plantas que necessitam de operação mais simples, treinamento mais rápido do operador e acesso mecânico mais fácil.

Quando um moinho de rolos verticais normalmente é um ajuste forte

• Requisitos de rendimento mais elevados onde são preferidas menos linhas (projetos orientados pela capacidade).
• Alimente com umidade significativa ou umidade variável onde a secagem integrada e a utilização de gás quente melhoram a estabilidade.
• Operações sensíveis à energia onde um 5–15 kWh/t a redução altera materialmente a economia da unidade.

Se a sua especificação incluir alta consistência de finura e mudanças frequentes de teor, preste atenção especial ao tempo de resposta do classificador, ao volume de espera e à velocidade de retorno ao estado estacionário após mudanças no ponto de ajuste. Isso geralmente determina se a programação da produção é tranquila ou cronicamente perturbadora.

Praticidades Operacionais: Controle, Manutenção e Integração de Planta

Controles e estabilidade

• Moinho Raymond: foco na taxa de alimentação, fluxo de ar, velocidade do classificador e manutenção de pressão de moagem consistente por meio de condições mecânicas estáveis.
• VRM: foco na estabilidade do leito de moagem, pressão diferencial, vibração, temperatura do gás e configurações do separador; o gerenciamento de perturbações no processo é uma competência essencial.

Estratégia de acesso à manutenção e peças sobressalentes

Um moinho de rolos vertical pode ser uma solução forte a longo prazo, mas somente se você tratar a manutenção como um sistema de engenharia: rastreamento de desgaste de camisas/rolos, janelas de desligamento planejadas, política de peças sobressalentes e ferramentas de serviço. Para muitos locais, o fator decisivo é se você pode executar o plano de manutenção de maneira confiável, sem interrupções prolongadas.

Pegada e complexidade do sistema

Os VRMs podem reduzir equipamentos auxiliares em alguns layouts integrando funções, mas também podem direcionar requisitos para sistemas de gás quente, controle de pressão e mais instrumentação. Os sistemas de moinho Raymond são frequentemente mais modulares e fáceis de modernizar, especialmente em ambientes brownfield restritos.

Uma estrutura prática de decisão para engenheiros e aquisições

Para escolher entre um moinho Raymond ou um moinho de rolos verticais com retrabalho mínimo, alinhe as partes interessadas em um pequeno conjunto de metas e restrições mensuráveis. As perguntas abaixo normalmente revelam rapidamente o verdadeiro motivador da decisão.

• Qual é a faixa de aceitação para finura e PSD (por exemplo, D90, resíduo em uma peneira específica ou proxy equivalente a Blaine)?
• Qual é a umidade de alimentação máxima confiável e você precisa de secagem integrada ao circuito do moinho?
• Qual é o custo unitário alvo por tonelada e quão sensível é o caso de negócio para kWh/t e desgaste do consumo de peças?
• Qual tempo de resposta de manutenção é realista (capacidade interna, disponibilidade de guindaste, acesso de parceiro de serviço, prazo de entrega de peças sobressalentes)?
• Espera-se que a planta opere um produto estável ou mudanças frequentes de teor que exijam transições rápidas de ponto de ajuste?

Em muitos projetos, a resposta ideal não é “uma fábrica”, mas “a melhor fábrica para o SKU dominante”. Se um produto representa a maior parte da tonelagem anual, a otimização para ele geralmente é melhor do que a otimização para campanhas extremas.

Recomendação final: trate a escolha do moinho Raymond versus moinho de rolo vertical como uma decisão total do sistema – moinho, separador, ventilador, coleta de pó, transporte, secagem (se necessário) e modelo de manutenção. A fábrica que ganha no papel é aquela que permanece dentro das especificações com o menor número de paradas não planejadas em seu ambiente operacional real.