Producción de masterbatch con alto contenido de carbonato de calcio

Producción de masterbatch con alto contenido de carbonato de calcio

Husillos para extrusoras de doble husillo

Optimización de la configuración de los husillos y selección de materiales para duplicar la vida útil de los elementos en formulaciones con un 75–80 % de CaCO₃

Un fabricante de masterbatch con un contenido de carbonato de calcio (CaCO₃) del 75–80 % operaba una extrusora durante más de 7000 horas al año. Necesitaba reducir los costes operativos a largo plazo sin comprometer el volumen de producción ni la calidad del producto. En esta aplicación, caracterizada por cargas mecánicas elevadas y desgaste abrasivo, el objetivo principal era conseguir un funcionamiento más estable y económico, no simplemente aumentar la producción.

Tras la intervención, el mantenimiento programado pasó de tres o cuatro intervenciones anuales a una o dos. La vida útil de los elementos en las principales zonas de desgaste aumentó de 6–8 a 12–18 meses. Según los resultados comunicados para el proyecto, también se redujeron los costes asociados al suministro y la sustitución de repuestos.

Desafíos del cliente

Desafíos del cliente

Con una concentración del 75–80 % de CaCO₃, la elevada proporción de partículas inorgánicas modifica el comportamiento reológico del material y somete la extrusora a condiciones prolongadas de carga y abrasión. Durante el transporte, la compactación y la mezcla, las partículas desgastan continuamente las superficies de trabajo de los elementos de husillo y del cuerpo de extrusora. El desgaste se concentra especialmente en las zonas de alimentación principal y transporte, compactación de cargas, mezcla de alta cizalladura y generación de presión a la salida.

A medida que aumenta la holgura entre los elementos y el cuerpo de extrusora, cambian las condiciones de procesamiento: puede aumentar el flujo de retorno del material, disminuir la capacidad de transporte y mezcla y reducirse la estabilidad de la presión. Estas variaciones pueden afectar a la continuidad de la producción y a la calidad del producto.

Motivos del cambio de proveedor

El proveedor anterior suministraba principalmente componentes estandarizados que cumplían los requisitos básicos de dimensiones y montaje, sin un estudio específico del proceso ni una optimización orientada a formulaciones con altas concentraciones de cargas minerales. En las principales zonas de desgaste, los elementos debían sustituirse habitualmente después de 6–8 meses de funcionamiento; en algunas zonas sometidas a cargas especialmente elevadas, su vida útil era inferior a seis meses.

Nuestra solución

01

Optimización de la configuración de los husillos para equilibrar la energía de mezcla y el transporte

Para reducir la proporción de zonas continuas de alta cizalladura de la configuración original, revisamos la función de cada elemento y ajustamos el equilibrio entre transporte, mezcla y generación de presión mediante las siguientes medidas:

  • Reducción de la proporción de elementos de amasado de alta cizalladura dispuestos de forma continua.
  • Incorporación equilibrada de elementos de transporte y mezcla distributiva.
  • Optimización del recorrido de mezcla después de la incorporación del CaCO₃.
  • Ajuste del grado de llenado para favorecer la estabilidad de la presión.
02

Selección de materiales resistentes al desgaste según la zona de trabajo

Seleccionamos los materiales considerando los distintos mecanismos de desgaste presentes a lo largo del proceso. Para las zonas principales de alimentación y compactación, priorizamos la tenacidad y la resistencia al impacto abrasivo; para la zona de mezcla de alta cizalladura, la resistencia al desgaste, la conservación de la dureza a temperatura elevada y la estabilidad dimensional; y para la zona de generación de presión, la resistencia al desgaste durante periodos prolongados de funcionamiento.

03

Gestión de repuestos específicos para el equipo

Creamos un registro técnico del equipo del cliente con el modelo de extrusora, la configuración de los husillos, las especificaciones de los elementos, los materiales seleccionados y los datos de funcionamiento disponibles. Esta información facilita la identificación, la fabricación y el suministro de los repuestos correspondientes.

Resultados del proyecto

Indicador Antes Después
Vida útil de los elementos de husillo (principales zonas de desgaste) 6–8 meses 12–18 meses
Mantenimiento programado anual 3–4 intervenciones 1–2 intervenciones
Coste de los repuestos Referencia inicial Reducción declarada de los costes asociados a una mayor vida útil y a menos paradas

Resumen del proyecto

En este proyecto, la solución al desgaste no consistió únicamente en aumentar la dureza de los materiales. Adaptamos la configuración de los husillos, la intensidad de mezcla, la selección de materiales por zonas y la gestión de repuestos a las condiciones reales de producción del masterbatch con alto contenido de CaCO₃. Según los resultados registrados para el caso, estos ajustes permitieron prolongar los intervalos de mantenimiento y la vida útil de los elementos en las principales zonas de desgaste, además de reducir los costes operativos a largo plazo.

Casos de aplicación