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Verfahren und Einrichtung zum Mahlen von Zement und ähnlichen Stoffen.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass hei dem Mahlen von Zement und von ähnlichen Stoffen die Temperatur, bei welcher die Vermahlung vorgenommen wird, einen erheblichen Einfluss auf die Feinheit des Mahlproduktes hat und auf dessen Eigenschaften, und dass dieser Einfluss dann besonders gross ist. wenn eine sehr feine Vermalung verlangt wird.
Wenn die Temperatur in einem Teil der Mahlmaschine, in welcher z. B.'Zement gemahlen wird, etwa 1000 C überschreitet. dann zeigt das gemahlene Material mehr oder weniger die Neigung, sich an den Mahlkörpern und sonstigen Flächen anzusetzen, mit denen es während des Prozesses in Berührung kommt. Dadurch wird die Wirkung der Mahlkörper herabgesetzt, so dass bei höherer Temperatur die gleiche Materialmenge nicht bis zu dem gleichen Feinheitsgrade gemahlen werden'kann wie bei niedrigeren Temperaturen, bei denen das Material nicht an den Mahlkörpern haftet.
Da die zum Antrieb der. Mahlmaschine erforderliche Kraft im wesentlichen die gleiche bleibt, solange die Mühle sich in Tätigkeit befindet, so bewirkt das Anhaften des zu mahlenden Materials an den Mahlkörpern und sonstigen Mahlflächen eine Verminderung der Maschinenleistung bis zu einem erheblichen Grade.
Eine Reihe praktischer Versuche mit verschiedenen Arten von Mahlmaschinen hat ergeben, dass die Leistung der letzteren bei höherer Temperatur, bei welcher ein Anhaftim.
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weise hat Zement, welcher in der angegebenen Weise während des Vermahlungsprozesses einer ansteigenden Temperatur ausgesetzt war, eine wesentlich kürzere Abbindezeit, als sie für einen nicht treibenden Standardzement zulässig ist. so dass der Temperaturanstieg auch die Qualität des Zementes unmittelbar schädlich beeinflusst.
Um die Nachteile zu beseitigen, welche sich aus einem starken Temperaturanstieg Ergeben. hat man bereits vorgeschlagen. die Mahhnaschine während des Mahlprozesses mit
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werden soll. und ist auch nur innerhalb sehr enger Grenzen zulässig, da derselbe die Gefahr einschliesst, dass bei der dauernd erheblich unter 100 C bleibenden Temperatur eine chemische
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-eintritt, wobei das Wasser sich mit dem Zementstaub im ersten Vermahlungsstadium verbinden und alle Wege der Mahlmaschine verstopfen kann.
Obwohl die beschränkte Wassermenge, welche man einem Material vor dessen Vermahlung zusetzen kann, dazu beitragen kann, die Temperatur während des ersten Vermahlungsstadiums herabzusetzen, vermag, dieselbe nicht zu verhindern, dass die Temperatur des zu vermahlenen Materials während des letzten Stadiums des Vermahlungsprozesses, wo eine Verminderung der Temperatur von der allergrössten Bedeutung ist, bis zu dem Masse ansteigt, dass die oben erwähnten Mängel eintreten.
Die Menge an Wasser, welches man vor Beginn der Vermahlung zusetzt, wird in der Tat zum Teil verdampfen und zum Teil als Anmachwasser zum Abbinden des staubförmigen Materials dienen, welches aus dem Mahlgut entsteht, so dass kein Wasser übrig bleibt, welches durch seine Verdampfung eine hinreichende Menge der während des Vermahlungsprozesses und besonders während der Schlussperiode desselben entwickelten Wärme binden und dadurch die Temperatur herabdrücken kann. Dies gilt besonders für den Fall, wenn das Mahlgut bis zu sehr grosser Feinheit vermahlen werden soll, da die Wärmemenge, welche während des letzten Stadiums einer derartigen Vermahlung frei wird, sehr gross ist, während das zu mahlende Material geneigter ist, an den Mahlflächen anzuhaften, je grösser sein Feinheitsgrad ist.
Vorliegende Erfindung bezweckt, den oben erwähnten Übelstand dadurch zu beseitigen, dass zu dem zu mahlenden Material ein flüssiger Stoff, z. B. Wasser oder komprimierte, flüssige Gase, wie Kohlensäure, atmosphärische Luft od. dgl., zugesetzt wird, welcher der Einwirkung der in der Mahlmaschine durch den Mahlprozess entwickelten Wärme ausgesetzt wird und der durch seine dabei eintretende Verdampfung so viel Wärme bindet, dass das Mahlgut bis unter die für den jeweiligen Mahlprozess kritische Temperatur herabgekühlt wird, d. h. bis unter diejenige Temperatur, bei welcher das Material eine merkliche Neigung zeigt, sich an die Mahlkörper und sonstige Flächen anzusetzen, mit denen es in Berührung kommt.
Infolge der grossen Wärmemenge, welche erforderlich ist, um die zugesetzte Flüssigkeit, z. B. Wasser, zu verdampfen, wird nur eine verhältnismässig kleine Flüssigkeitsmenge erforderlich, welche im Regelfall nur 1- 30/0 des Gewichtes des gemahlenen Materials ausmacht.
Aus diesem Grunde wird das Verfahren gemäss der Erfindung in seiner Ausführung viel einfacher und bequemer als die vorbekannten Verfahren. Die Flüssigkeitsmenge wird, bevor oder während sie zugesetzt wird, abgemessen und entweder durch eigene Schwerewirkung oder durch Pumpen in die Mahlmaschine eingeführt. Bei Rohrmühlen kann die Einführung z. B. zweckmässig durch einen der Endstutzen der Mühle erfolgen, u. zw. vorzugsweise durch den Stutzen am Auslass ende.
Wenn das Kühlmittel-Zuführungsrohr durch einen Endstutzen der Mühle eingeführt wird, dann braucht es nicht starr mit der Mühle verbunden zu werden, sondern es kann frei durch die Öffnung des Endstutzens eingeführt werden. Bei Rohrmühlen kann das Kühlmittel-Zuführungsrohr axial durch den Einlaufstutzen oder noch besser durch den Auslassstutzen eingeführt werden und kann dann entweder axial in der Mühle weitergeführt werden oder' entlang der Innen-oder Aussenwand der Mühle bis zu einem Punkt, wo die Kühlflüssigkeit in den Mahlraum eintreten soll.
An dieser Stelle kann das Kühlmittel-Zuführungsrohr gewünschtenfalls in eine Verteiler- oder Zerstäubungseinrichtung auslaufen, so dass die Flüssigkeit in zerteiltem oder zerstäubtem Zustande in den Mahlraum eintritt und demgemäss rasch über den gewünschten Teil der Mühle verteilt wird.
Anstatt Flüssigkeit durch das Ende der Mühle zuzuführen, kann sie auch z. B. im Falle von Rohrmühlen durch ein oder mehrere Löcher im Mahlgehäuse, z. B. durch Schaufelräder bekannter Konstruktion, eingeführt werden.
Die beigefügte Zeichnung zeigt wesentlich schematisch zwei verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Rohrmühle, wobei die Zuführung der Kühl- flüssigkeit durch das Auslassende der Mühle'erfolgt, während Fig. 2 ebenfalls eine Rohrmühle im Längsschnitt darstellt, bei welcher die Kühlflüssigkeitszufuhr jedoch durch das Einlassende bewirkt wird, Fig. 3 zeigt die Zuführung durch Schaufeln.
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einen Vorratsbehälter, aus welchem z. B. Zementklinker der Mühle durch einen Speisetisch b und einen Trichter c zugeführt werden.
Der gemahlene Zement verlässt die Mühle durch einen der Endzapfen d und durch ein Sieb e und fällt dann durch ein Rohr f auf ein auf der Zeichnung nicht dargestelltes Transportband, welches ihn zum Silo oder zu einer andern Stelle abführt. g bezeichnet einen Saugschacht für den Dampf, der in der Mühle infolge der Einführung von Wasser in eine Mahlkammer höherer Temperatur entwickelt wird. Bei der in
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Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird das Wasser in die letzte Mahlkammer III der Mühle mit Hilfe eines Rohres 1 eingeführt, welches durch den Endstutzen a ! hindurchgeführt ist und an seinem äusseren Ende an eine Pumpe j angeschlossen ist, welche durch ein Rohr i aus einem Wasserrohr lt gespeist wird, das mit einem einstellbaren Ventil v ausgerüstet ist.
Das Rohr l ist von einer Packung k umgeben und an seinem im Innern der Mühle liegenden Ende mit einem Verteiler m versehen. Das Rohr list vermittels Stangen n in der Mühle befestigt und nimmt an der Drehung derselben teil. Durch den Verteiler M : wird Wasser in feinverteilter Form oder vorzugsweise in zerstäubtem Zustande den Mahlkörpern in der Mahlkammer III zugeführt, wodurch die Temperatur in dieser Kammer innerhalb passender Grenzen gehalten wird.
Die Temperatur des Materials, welches die Mühle verlässt, kann durch ein Kontaktthermometer p überwacht werden, welches in das Rohr f eingesetzt ist. Das aus dem Vorratsbehälter a in die Mühle eintretende Mahlgut geht an einem Kontaktthermometer o vorbei, welches in dem Auslasskanal des Vorratsbehälters angeordnet ist und die Temperatur des der Mühle zugeführten Materials anzeigt.
Die beiden genannten Kontaktthermometer o und p werden in der an sich bekannten Weise benutzt, um ein optisches oder akustisches Signal zu betätigen, wenn die zulässigen Temperaturgrenzen erreicht sind, wodurch angezeigt wird, dass eine Vermehrung oder eine Verminderung der Zufuhr von Flüssigkeit nötig ist. Durch diese Anordnung wird die Gewähr geboten, dass die Temperatur des Materials innerhalb bestimmter Grenzen gehalten wird, und es können an den Thermometern die Temperaturschwankungen des Materials, welches durch die Mühle hindurchgeht, beobachtet werden.
Die allgemeine Anordnung bei der Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 nur dadurch, dass die Flüssigkeitszufuhr durch den Einlassstutzen der Mühle bewirkt wird. Nachdem die Kühlflüssigkeit durch die Pumpe j und die Stopfbüchse k hindurchgegangen ist, tritt sie in das Rohr l ein, welches durch den Endstutzen t am Einlassende der Mühle hindurchgeführt ist und dann die Wandung des Stutzens durchsetzt und ausserhalb der Mühle zunächst radial und darauf in der Richtung der Achse an dem Mühlengehäuse entlang verläuft bis zu dem Punkt, an dem die Flüssigkeit den Mahlkörpern zugeführt werden soll, der im vorliegenden Fall in der Kammer 11 liegt.
An dieser Stelle tritt das Rohr b in die Mühle ein und läuft in einem die Mühle diametral durchsetzenden Rohrabschnitt s aus, an dem Wiederum ein Flüssigkeitsverteiler oder Zerstäuber 111 angebracht ist, durch den die Flüssigkeit zentral zur Mühle eintritt.
Bei dem Mahlen von Zement ist es wünschenswert, die Flüssigkeit an einer Stelle in die Mühle einzuführen, wo die Temperatur nur wenig von derjenigen Temperatur entfernt ist, bei welcher die Flüssigkeit verdampft, also im Regelfall bei der Temperatur 1000 C, Da jedoch die Flüssigkeit im allgemeinen über einen grossen Raum innerhalb der Mühle verteilt wird, wenn sie in die Mühle eingeführt wird, so würde es nur näherungsweise richtig sein, wenn man für die Einführungsstelle der Flüssigkeit eine bestimmte Temperatur des Materials angeben wollte oder wenn man einen bestimmten Punkt der Mühle angeben wollte, an welchem die Flüssigkeitszufuhr erfolgt. Richtiger ist es vielmehr, die Einführungsstelle der Flüssigkeit nur so zu bezeichnen, dass man eine gewisse Zone des Mahlraumes angibt, innerhalb deren die Zufuhr erfolgen soll.
Bei Rohrmühlen zum Mahlen von Zement hängt diese Zone von vielen verschiedenen Umständen ab. z. B. von der Temperatur der in die Mühle eingeführten Klinker, von der Wärmemenge, welche durch die Oberfläche der Mühle an den umgebenden Raum abgeführt wird, von der Form und Natur der Mahlkörper, vom Kraftbedarf und der Leistung der Mühle, von der Härte des behandelten Materials usw. Alle diese Umstände bestimmen in der Tat die Wärmeentwicklung während des Mahlprozesse und demgemäss die Temperatur, bis zu der das Material erwärmt wird. Aus diesen Gründen kann die Zone, in welcher die Flüssigkeit zuzuführen ist, je nach den Umständen an sehr verschiedenen Stellen der Mühle liegen. Bei mehrkammerigen Rohrmühlen kann es selbst wünschenswert sein, die Flüssigkeit an mehreren verschiedenen Stellen einzuführen ; wenn die Mühle z.
B. drei Kammern besitzt, dann kann die Flüssigkeit in die zweite und dritte Kammer eingeführt werden, während es unter andern Umständen vorteilhaft sein kann, die Flüssigkeit an zwei verschiedenen Stellen einer und derselben Kammer, z. B. der dritten Kammer, einzuführen.
Stoffe, welche aus gewissen Gründen dem gemahlenen Material mit Vorteil beigemischt werden, können demselben zusammen mit der Flüssigkeit zugeführt werden, welche zur Kühlung des Materials bei der Vermahlung benutzt wird. Solche Stoffe, als welche im Falle von Zement z. B. Kalciumchlorid, Calcium sulfat, Tannin und andere in bekannter Weise in Frage kommen, können in der Kühlflüssigkeit aufgeschwemmt oder darin gelöst werden, bevor die Flüssigkeit in die Mühle eingeführt wird.