Solución de transporte de carbón en grano con transportador de correa tubular

En los últimos años, una planta al aire libre de China (especializada en el procesamiento y transbordo de carbón) lanzó un plan de actualización de capacidad productiva, que requería construir una línea especializada de transporte de materiales en grano desde el área de almacenamiento de carbón hasta el taller de procesamiento. El material de transporte principal es carbón bituminoso (contenido de humedad del 8%-12%, tamaño de partícula de 0.5-10 mm, y una pequeña cantidad de polvo de carbón propenso a la dispersión en el aire). En ese momento, el transportador de correa utilizado por la planta presentaba los siguientes problemas:

En el entorno al aire libre, cuando el transportador de correa abierto tradicional transportaba carbón, el polvo de carbón se dispersaba por acción del viento, con una concentración de emisión de polvo de 35 mg/m³ —muy por encima del límite de 15 mg/m³ establecido en la Norma Integrada de Emisiones de Contaminantes Atmosféricos (GB16297-1996) en ese momento. La planta recibió múltiples quejas de los residentes cercanos, y la tasa de pérdida de carbón alcanzó el 6% (debido a la dispersión y caída de polvo de carbón). Después de la actualización, la planta necesitaba lograr un transporte continuo de 400 toneladas por hora; sin embargo, el equipo tradicional, afectado por las diferencias de temperatura al aire libre (temperatura máxima de 40℃ en verano y mínima de -10℃ en invierno), presentaba tendencia a resbalamiento de la correa y pérdida de estanqueidad de los rodillos portacorrea, con una eficiencia real de solo 320 toneladas por hora, que no podía cumplir con la carga productiva. La ruta de transporte tenía una longitud total de 1568 metros, requiriendo un ascenso de 10 metros de altura (desde la zona baja del área de almacenamiento hasta la boca de alimentación del taller). El transportador de correa tradicional necesitaba instalar 2 estaciones de transbordo para lograr el ascenso y el cambio de dirección, lo que no solo aumentaba la inversión en equipos en un 30%, sino que también causaba dispersión secundaria de polvo y pérdida de carbón debido al proceso de transbordo. Además, el equipo original no estaba optimizado para el entorno al aire libre: en la temporada de lluvias, el agua se filtraba en los rodillos portacorrea causando óxido (necesitando reemplazar un lote de rodillos cada 3 meses en promedio), y las bajas temperaturas en invierno endurecían y agrietaban la correa, manteniendo altos los costos anuales de mantenimiento.

Para resolver estos problemas, ZOOMRY formó un "Equipo Especial para Proyectos de Carbón al Aire Libre". Combinando datos de prospección on-site de la planta (topografía al aire libre, registros meteorológicos, características del carbón) y tras múltiples iteraciones de soluciones, finalmente definió una solución de cadena completa: "transportador de correa tubular como elemento central + equipos auxiliares complementarios + piezas especializadas para entornos al aire libre". Esta solución aprovecha al máximo las ventajas del transportador de correa tubular ("estanqueidad, transporte a larga distancia y ascenso con carga pesada"), adaptándose con precisión a los parámetros del proyecto y las necesidades del escenario al aire libre.

Información general del proyecto

Requisitos centrales del proyecto

Las necesidades de la planta al aire libre giran en torno a tres dimensiones: "precisión de parámetros, adaptación al escenario, conformidad y fiabilidad", que se alinean perfectamente con las características del sector del transporte de carbón al aire libre:

• En términos de parámetros: Se requiere explícitamente que el equipo de transporte tenga una capacidad de manejo ≥400 toneladas por hora, longitud de transporte de 1568 metros y altura de ascenso de 10 metros. El equipo central es un transportador de correa tubular (pertenece a la categoría de transportadores de correa) con un diámetro de tubería de 350 mm (adaptado al tamaño de partícula del carbón para evitar obstrucciones).
• En cuanto a la adaptación al escenario: El equipo debe resistir altas y bajas temperaturas, así como la incursión de lluvia en el entorno al aire libre, y adaptarse al transporte con carga pesada con un ascenso de 10 metros.
• En términos de conformidad y operación-mantenimiento: La concentración de emisión de polvo debe ser ≤10 mg/m³, la vida útil de los componentes centrales del equipo (rodillos portacorrea, tambores) ≥30.000 horas, y se debe ofrecer capacitación en operación y garantía de 2 años para garantizar que el equipo de operación y mantenimiento de la planta pueda trabajar de forma independiente.

Objetivos centrales del proyecto

Basándose en los requisitos y combinando las exigencias productivas y ambientales de la planta al aire libre, se definieron cuatro objetivos para el proyecto:

1. Conformidad ambiental: Controlar la concentración de emisión de polvo del sistema de transportador de correa tubular por debajo de 8 mg/m³, y reducir la tasa de pérdida de carbón a menos del 1%.
2. Adaptación de eficiencia: Lograr transporte continuo de 400 toneladas por hora sin transbordos, para cumplir con las necesidades de actualización de capacidad productiva de la planta.
3. Durabilidad al aire libre: Mantener una tasa anual de fallos ≤1.5% en entornos de -10℃~40℃ y lluvia, con vida útil de componentes centrales superior a 50.000 horas.
4. Reducción de costos: Reducir el 20% en la inversión inicial en equipos y el 35% en los costos anuales de mantenimiento a largo plazo, en comparación con la solución tradicional de transportador de correa + estaciones de transbordo.

Equipos de la solución del proyecto

Equipo central

Para satisfacer la capacidad de 400 toneladas por hora, diámetro de tubería de 350 mm, longitud de correa de 1568 metros y altura de ascenso de 10 metros, ZOOMRY fabricó a medida un juego de transportador de correa tubular. Su diseño cumple estrictamente con los estándares técnicos de los transportadores de correa tubular, con modificaciones específicas para entornos al aire libre:

• Diseño de estanqueidad y protección ambiental: Se adopta una estructura integral de "grupo de rodillos hexagonales", que pliega una correa tubular modelo ST1250 de 1200 mm de ancho (modelo especificado por el cliente, con resistencia a la tracción ≥1250 N/mm y excelente resistencia al desgaste) en forma tubular con diámetro de 350 mm. La superposición de la correa alcanza 120 mm (10% más que el estándar nacional), logrando el transporte completamente estanque del carbón. Se añadieron faldones de estanqueidad de caucho en la cabeza y la cola del transportador, junto con un canal de recolección de polvo sin energía en el extremo de descarga, para interceptar eficazmente la dispersión de polvo de carbón. Finalmente, la concentración de emisión de polvo se controla en 7.5 mg/m³, muy por debajo de los requisitos de conformidad. Además, la estructura tubular evita el contacto directo del agua de lluvia con el carbón, resolviendo el problema de aglomeración del carbón en la temporada de lluvias al aire libre, y reduciendo la tasa de pérdida de carbón a 0.8%.
• Adaptación de potencia y ascenso: Para satisfacer el ascenso de 10 metros y el transporte de cargas pesadas a larga distancia (1568 metros), se adopta un diseño de "doble accionamiento en la cabeza", equipado con 2 motores de frecuencia variable de 250 kW (potencia total de 500 kW, clase de protección IP55) y un reductor de engranajes de superficie endurecida (eficiencia de transmisión ≥96%). La velocidad se puede ajustar en tiempo real según el volumen de transporte de carbón para evitar sobrecargas. El sistema de control de tensión de la correa utiliza un dispositivo de tensado hidráulico, que compensa automáticamente el alargamiento de la correa (debido a la dilatación y contracción térmica causada por diferencias de temperatura al aire libre), garantizando que la correa en el tramo de ascenso no resbale y cumpliendo con el transporte estable a 10 metros de altura. La velocidad de la correa se establece en 2.8 m/s, y el volumen de alimentación se ajusta a través de un sistema de alimentación acoplado a PLC, garantizando una eficiencia de transporte continuo de 400 toneladas por hora.
• Optimización de durabilidad al aire libre: Los rodillos portacorrea son de tipo "rodillo HDPE especial para exterior" producidos independientemente por ZOOMRY, con superficie lisa y resistente al desgaste, rango de temperatura resistente de -20℃~60℃ y absorción de agua ≤95 g en prueba de inmersión de 72 horas (mejor que el estándar de ZOOMRY de 100 g), para prevenir el óxido por agua de lluvia. Los tambores están hechos de material forjado 40Cr (diámetro de 159 mm), con tratamiento de proyección térmica en la superficie para resistencia al desgaste (mejorando la resistencia en un 50% y extendiendo la vida útil a más de 50.000 horas). El chasis del transportador utiliza un proceso de galvanizado por inmersión en caliente, con nivel de resistencia al óxido Zn12 según la norma GB/T 13912-2002, adaptado al entorno húmedo al aire libre.

Equipos auxiliares

Para garantizar la conexión sin interrupciones del carbón desde el área de almacenamiento hasta el taller de procesamiento, la solución incluye simultáneamente 2 tipos de equipos auxiliares centrales, todos desarrollados independientemente por ZOOMRY, conformes a las normativas técnicas y optimizados para escenarios al aire libre:

• 1 alimentador con tolva modelo ZR120D: Instalado en el extremo de alimentación del transportador de correa tubular, acoplado al pozo de descarga del área de almacenamiento de carbón. Tiene una capacidad de tolva de 6 m³ (20% más que el modelo estándar, adaptado al ritmo de descarga intermitente de carbón al aire libre) y un motor de frecuencia variable de 18.5 kW, que permite ajustar el volumen de alimentación en tiempo real según el estado de funcionamiento del transportador para evitar la acumulación y obstrucción de carbón. La pared interior de la tolva está revestida con placas de cerámica resistente al desgaste de 12 mm de grosor para resistir el desgaste por carbón, y se añadió una cobertura contra lluvia (hecha de chapa de acero coloreado) para evitar que el agua de lluvia entre en la tolva y cause la aglomeración del carbón.
• Sistema completo de limpieza y protección: Equipado con 2 juegos de cuchillas de limpieza de material PU (1 en la cabeza, 1 en la cola), con un ajuste de las cuchillas a la correa tubular ≥95%, para eliminar eficientemente el polvo de carbón residual en la superficie de la correa y prevenir el desvío de la correa causado por la adherencia de materiales. Se instaló una cobertura contra lluvia desmontable (de material PC transparente) en la parte superior del transportador, que facilita la inspección al aire libre, protege contra lluvia y exposición solar, y prolonga la vida útil de la correa. Además, el sistema completo de limpieza y protección está equipado con un interruptor de desvío de correa, que activa automáticamente una alerta y detiene el funcionamiento cuando el desvío supera los 5 mm, garantizando la seguridad de funcionamiento en modo no atendido al aire libre.

Piezas y componentes centrales

Todas las piezas y componentes son producidas independientemente por ZOOMRY, con rendimiento superior a los estándares nacionales y sectoriales, garantizando un funcionamiento estable a largo plazo en entornos al aire libre:

• Rodillos portacorrea y tambores: Además de los rodillos HDPE especiales para exterior mencionados anteriormente, en zonas críticas se utilizan rodillos silenciosos (diámetro de 133 mm), con salto radial ≤0.4 mm (mejor que el estándar nacional de 0.5 mm) y resistencia rotacional ≤2 N (mejor que el estándar nacional de 3 N), para reducir el consumo de energía del motor. Los tambores se procesan por arremolinado con cuatro rodillos CNC (ovalidad <1.5 mm), y después de la soldadura se someten a inspección por ultrasonidos y templado para eliminar tensiones internas, garantizando la ausencia de grietas internas y adaptándose al transporte de cargas pesadas al aire libre.
• Otros componentes auxiliares: Se utiliza un canal de recolección de polvo sin energía, que reduce aún más el polvo durante la descarga gracias a un diseño de amortiguamiento de flujo de aire. La correa tubular ST1250 incluye un agente anti-envejecimiento contra UV para evitar la embritamiento de la correa causado por la exposición solar al aire libre. Todos los componentes eléctricos son de tipo explosion-proof (conforme a la norma GB 3836.1-2010), adaptados al entorno de polvo de carbón al aire libre y reduciendo riesgos de seguridad.

Implementación del proyecto

En la etapa de prospección inicial, ZOOMRY envió un equipo técnico de 5 personas a la planta al aire libre. Durante 12 días, completaron la medición de datos topográficos 3D de la ruta de transporte de 1568 metros utilizando una estación total, marcaron con precisión la pendiente del tramo de ascenso (la altura de 10 metros corresponde a una pendiente promedio de 0.64%) y el estado de drenaje del área de trabajo al aire libre, y optimizaron la altura de instalación del chasis del transportador (evitando zonas inundables en la temporada de lluvias). Se recolectaron muestras de carbón y se realizaron pruebas de fluidez y resistencia al desgaste en el laboratorio de la empresa, para determinar el espaciado entre rodillos y los parámetros de tensión de la correa. Combinando datos meteorológicos locales (temperaturas altas en verano, bajas en invierno y período de lluvia concentrada en temporada de lluvias), se elaboró un plan especial de protección del equipo al aire libre (como la posición de instalación de la cobertura contra lluvia y la optimización de la disipación de calor del motor).

En la etapa de producción y fabricación, todos los equipos y componentes se produjeron en la fábrica de ZOOMRY en Hebei, integrándose en todo el proceso al sistema de gestión de calidad ISO 9001: Los tambores del transportador de correa tubular debían pasar una prueba de carga estática de 24 horas (sin deformación con 1.2 veces la carga nominal); los rodillos portacorrea debían someterse a una prueba de funcionamiento sin carga de 1000 horas para verificar la estanqueidad y la resistencia rotacional; la correa tubular ST1250 debía pasar pruebas de tracción y resistencia al desgaste antes de salir de la fábrica. En el mismo año, la planta al aire libre envió representantes a la fábrica para la aceptación: todos los parámetros cumplieron con los requisitos del contrato, y los resultados de las pruebas de durabilidad al aire libre (prueba de ciclo de temperaturas altas y bajas, prueba de exposición a lluvia) fueron especialmente excelentes.

En la etapa de instalación y puesta en marcha, ZOOMRY envió un equipo de instalación de 8 personas al sitio, adoptando un modelo de "ensamblaje modular + construcción impermeable a la lluvia" según las características de la construcción al aire libre: El cuerpo principal del transportador de correa tubular se dividió en 10 tramos (cada uno de约150-160 metros), preensamblados en la fábrica de antemano. En el sitio, solo se necesitó conexión por tuercas y vulcanización de la correa, con un plazo de instalación de solo 32 días (el plazo promedio de la industria es 45 días). El proceso de instalación evitó la temporada de lluvias; en caso de lluvia, se utilizaron toldos temporales para cubrir los componentes del equipo y prevenir el óxido por agua. Durante la puesta en marcha, se realizó una prueba de funcionamiento continuo a carga total de 72 horas, simulando las condiciones de trabajo reales de la planta al aire libre (temperaturas altas de día, bajas de noche), optimizando los parámetros del programa PLC para garantizar que la eficiencia de transporte del transportador se mantuviera estable en 405 toneladas por hora, superando el requisito de 400 toneladas por hora. Al mismo tiempo, se resolvió el problema de "desviación en el espaciado de rodillos en el tramo de ascenso" detectado durante la instalación, ajustando la posición de los rodillos on-site para garantizar que la correa no se desviara durante el funcionamiento.

En la etapa de capacitación en operación y mantenimiento, ZOOMRY brindó una capacitación especial de 15 días a 4 miembros del equipo de operación y mantenimiento de la planta. El contenido de la capacitación incluyó inspección diaria del equipo al aire libre (estado de rotación de los rodillos portacorrea, estanqueidad de la cobertura contra lluvia, temperatura del motor), resolución de fallos comunes (resbalamiento de la correa, bloqueo de rodillos) y mantenimiento periódico (período de lubricación de rodillos, ajuste de tensión de la correa), y se entregó un manual de operación detallado. Para responder a las necesidades especiales de mantenimiento en el entorno al aire libre, se capacitó especialmente en habilidades como "inspección de drenaje del equipo en temporada de lluvias" y "operación de precalentamiento de la correa en invierno", garantizando que después de la capacitación, el equipo de operación y mantenimiento pudiera realizar de forma independiente la operación del equipo y el mantenimiento básico.

Resultados del proyecto

Desde que el proyecto se puso oficialmente en marcha, el equipo ha funcionado de manera estable durante mucho tiempo, y todos los indicadores han superado las expectativas, resolviendo los problemas clave del transporte de carbón para la planta al aire libre y creando un valor económico y ambiental significativo:

En términos de conformidad ambiental y normativa: El diseño completamente estanque del transportador de correa tubular redujo la concentración de emisión de polvo en la planta de 35 mg/m³ a 7.5 mg/m³, superando ampliamente los estándares nacionales y locales. Desde entonces, la planta no ha recibido más quejas por polvo y ha evitado el riesgo de sanciones ambientales. La tasa de pérdida de carbón se redujo del 6% al 0.8%; basándose en un volumen anual de transporte de 2.8 millones de toneladas (capacidad productiva real de la planta), se reduce la pérdida en 20.200 toneladas al año, y según el precio de mercado del carbón, el ahorro anual en costos por pérdida de materiales es significativo. Además, el diseño sin transbordos reduce la ocupación de terreno de 2 estaciones, aumentando el uso del terreno de la planta al aire libre en un 25%.

En términos de eficiencia y capacidad productiva: El transportador de correa tubular logra un transporte continuo de 1568 metros sin transbordos, con una eficiencia real estable en 405 toneladas por hora, cumpliendo con las necesidades de actualización de capacidad productiva de la planta. En comparación con la solución tradicional de transportador de correa + estaciones de transbordo, el ciclo de transporte se redujo de 5 horas a 3.7 horas, disminuyendo el tiempo de paro productivo anual causado por insuficiencia de transporte en aproximadamente 40 horas, y creando indirectamente un valor productivo superior a 3 millones de yuanes (según la ganancia de procesamiento de carbón de la planta). El funcionamiento estable del tramo de ascenso de 10 metros elimina completamente la dispersión secundaria de polvo y las pérdidas en el proceso de transbordo, haciendo que el flujo de transporte sea más fluido.

En términos de fiabilidad y durabilidad al aire libre: El equipo ha funcionado de manera estable durante muchos años, y no se ha necesitado reemplazo a gran escala de componentes centrales (rodillos portacorrea, tambores), solo reemplazo periódico de correas y cuchillas. Los costos anuales de mantenimiento son un 40% más bajos que los del equipo tradicional. En el entorno al aire libre de -10℃~40℃, la tasa anual de fallos del equipo es solo del 1.2% (mucho menor que el objetivo del 1.5%), y no ha habido fallos graves causados por temperaturas altas, bajas o lluvia. Cuando la planta al aire libre realizó una segunda actualización de capacidad productiva, el transportador de correa tubular pudo cumplir con el nuevo requisito de 450 toneladas por hora mediante un simple ajuste fino de la potencia de la unidad de accionamiento (de 500 kW a 550 kW), demostrando la escalabilidad y durabilidad del equipo.

El responsable del proyecto de la planta al aire libre, durante la inspección del equipo, dijo: "El transportador de correa tubular de ZOOMRY no solo resolvió nuestros problemas de medio ambiente y eficiencia en aquel momento, sino que también puede funcionar de manera estable en el entorno al aire libre durante muchos años —es más duradero que el equipo que usábamos antes. En la expansión futura de la planta, seguiremos eligiendo preferencialmente las soluciones de ZOOMRY".

Ventajas de ZOOMRY

• Mayor personalización: La mayoría de las marcas internacionales ofrecen productos estandarizados de transportador de correa tubular, y su ciclo de diseño para necesidades especiales como temperaturas altas, bajas o lluvia al aire libre supera los 6 meses; en cambio, ZOOMRY, apoyándose en su equipo de investigación y desarrollo independiente, completó el diseño optimizado del equipo para entornos al aire libre en solo 2 meses, con configuraciones exclusivas como rodillos HDPE, chasis galvanizado por inmersión en caliente y coberturas contra lluvia, que se adapatan mejor a las necesidades reales de los escenarios al aire libre.
• Investigación y desarrollo independiente de piezas clave: ZOOMRY produce de forma independiente componentes centrales como rodillos portacorrea, tambores y correas, y puede ajustar los parámetros según las necesidades del proyecto (como la estanqueidad de los rodillos al aire libre y la resistencia al desgaste de los tambores). Su calidad cumple con los estándares ISO 9001 y CEMA, y en comparación con las marcas que dependen de compras externas, sus componentes tienen mejor adaptabilidad y calidad más estable —esto es clave para el funcionamiento a largo plazo del equipo al aire libre.
• Atención integral de servicio: ZOOMRY cuenta con certificaciones internacionales como ISO 9001, ISO 14001, CE y EAC, y su equipo puede cumplir con los requisitos de conformidad en diferentes regiones del mundo, adaptándose a las necesidades de clientes objetivo "tanto nacionales como internacionales". Al mismo tiempo, brinda servicios de cadena completa desde la prospección inicial hasta el mantenimiento vitalicio; los clientes internacionales pueden apoyarse en los almacenes de repuestos globales de ZOOMRY y el soporte técnico multilingüe para resolver los problemas de mantenimiento del equipo al aire libre.