CN110944830A - 辊式压制机和用于确定填装高度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于碾碎、压实或成块物料、尤其是含矿石物料的辊式压制机，其具有压制机架(1)、在压制机架(1)中在形成轧辊间隙(3)的情况下相邻设置的两个轧辊(2)和设置在轧辊间隙(3)上方的进料斗(4)，通过该进料斗(4)可将物料供应给轧辊间隙(3)，其中，进料斗(4)具有一个或者多个竖直的或相对于竖直线倾斜定向的料斗壁(4a)，从而形成在高度上恒定的或从上至下扩宽的横截面，其中，进料斗(4)设有用于确定物料在进料斗(4)中的填装高度的测量装置(5)。该辊式压制机的特征在于，所述测量装置(5)构造为重量计式的测量装置。

Description

辊式压制机和用于确定填装高度的方法

技术领域

本发明涉及一种用于碾碎、压实或成块物料的辊式压制机，

其具有压制机架、两个在压制机架中在形成轧辊间隙的情况下相邻设置的轧辊和设置在轧辊间隙上方的进料斗，通过该进料斗可将物料供应给轧辊间隙，

其中，进料斗具有一个或者多个竖直定向的或相对于竖直线倾斜定向的料斗壁，从而形成在高度上至少局段恒定的或从上至下扩宽的横截面，

其中，进料斗设有用于确定物料在进料斗中的填装高度的测量装置。

背景技术

这样的辊式压制机特别优选是高压辊磨机，其优选用于碾碎物料。但本发明也包括用于压实或成块物料的辊式压制机或高压辊磨机。在压制机架中支承有两个旋转驱动的压制轧辊，其中，两个压制轧辊被沿相反方向驱动。通常两个轧辊中的一个轧辊在此构造为固定轧辊并且另一个轧辊作为活动轧辊(可边侧移动)被支承，其中，该可运动的活动轧辊通过在压制机架上支撑的液压系统加载。但作为替代方案也可实现两个活动轧辊或其他框架设计。根据本发明的原理与此无关。物料通过进料斗仅仅借助重力供应或分配给轧辊间隙。

辊式压制机(优选高压辊磨机)为了有效率地运行而通常利用物料接收器(Materialvorlage)来运行。这意味着，为了连续地和因此无干扰地并且经济地在期望的辊式压制机运行工作点运行，在进料斗中必须始终存在足够的物料填装高度，使得始终有足够的物料添加到轧辊间隙供使用。因为在轧辊之间有效的轧辊间隙通常与进料斗中的物料填装高度有关，从而填装高度可对辊式压制机的处理能力有影响，其中，该影响随着填装高度水平的增大而降低。因此，在实践中人们经常力求保证进料斗中的填装高度恒定。由于此原因，借助测量装置确定填装高度就具有实际意义，其中优选地，用于填装进料斗的输送机构(例如输送带)可通过合适的控制或调节(例如输送带的转速控制/调节)耦合到进料斗中的填装高度信号上。

为了测量进料斗中的填装高度，在实践中有多种不同的测量技术可用。如果加工容易流动的物料(具有高流动性)，在实践中通常使用具有向下收窄的横截面的漏斗形进料斗。在这种漏斗形进料斗中，在实践中使用重量计式的测量装置，在其中料斗竖立在秤重单元上，因为通过向下倾斜延伸的料斗壁实现将与填装高度有关的力传导到进料斗中，并且因此传导到秤重单元上，从而可通过秤重单元的信号推断物料的质量和由此(在已知密度的情况下)推断进料斗的填装高度。

但在加工具有低流动性的不易流动的物料时不能总是考虑使用具有向下收窄的横截面的进料斗，从而在实践中则使用具有在高度上恒定的横截面的或优选具有向下扩宽的横截面的料斗。在这样的结构的情况下，在实践中例如借助辐射计式的填装高度测量来工作，在其中利用以被填料吸收和散逸的形式对辐射性辐照的衰减。为此的先决条件是使用辐射性辐照源，但其理所当然只应在特定支架的情况下运行。总的来说，这种辐射计式的测量方法的维护是麻烦的。本发明致力于此。因为本发明尤其涉及具有低流动性的物料的加工、例如含矿石物料、尤其是已研磨过的矿石(即所谓的精矿)。优选加工(潮湿的)铁矿石精矿以用于后续的造粒。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种开头所述类型的辊式压制机，其(也)在加工具有低流动性的物料的情况下(尤其是在潮湿的或粘的进给料的情况下)在放弃辐射计式的方法或其他基于辐照的方法的情况下实现简单的填装高度测量。

为了解决所述任务，本发明在根据开头所述类型的辊式压制机中教导：所述测量装置构造为重量计式的测量装置，用于重量计式地测量填装高度。重量计式地测量填装高度意味着在本发明的范围内填装高度测量放弃辐射计式的或基于辐照的测量而基于机械式测量，在该测量中填装高度通过测量质量或由此导致的物料重力来确定。

本发明在此首先从以下认知出发，即对于特定的使用目的、尤其是对于加工具有低流动性的物料强制性要求利用进料斗来工作，该进料斗不向下收窄、而是具有在高度上恒定的横截面或优选具有向下扩宽的横截面。本发明在此也包括如下实施方式，在其中进料斗只具有局段恒定的横截面，使得尤其也考虑台阶状或阶梯状向下扩宽的进料斗。意外地本发明现在已发现，在进料斗的这种几何结构的情况下，在其中避免进给料附着在料斗壁上并且因此应实现恒定的物料流，可以重量计式地测量填装高度的方式工作。

松疏物料在料斗中的流动行为导致松疏物料中的应力并且在考虑壁摩擦和松疏物料特性的情况下导致壁应力。通过松疏物料在料斗横截面中作用有水平应力，并且由于支撑在料斗内壁上该水平应力在进料斗支点上产生重力。所述物料由此产生意外高的、作用到料斗壁上的、以可测量的相关质量或相关竖直力分量的形式的力。该力根据物料特性和根据几何结构大致对应于进给料质量的35％到45％的量级。根据本发明的设计尤其在加工具有低流动性的物料的情况下适于实现尤其这样的物料特别有效地将力传递到料斗壁上。在此值得注意的事实是，以这种方式既能够静态地(例如根据进料斗的填装)也能够动态地(例如对于在压制运行期间连续滑进的物料)测量填装高度。

在本发明的范围内优选使用向下扩宽的进料斗。该进料斗具有一个或者多个料斗壁，其例如(至少局段地)相对于竖直线以0.1°到10°、优选0.5°到5°的(负)角度定向。因此在实践中以相对小的倾斜角度工作，但其已经在松疏物料流动性差的情况下确保改善的物料向辊式压制机的供给并且在其中仍意外地能够以上述的方式实现重量计式的填装高度测量。

所述测量装置具有一个或优选多个支撑进料斗的秤重单元。因此，利用秤重单元测量通过进料斗的总质量产生的重力，其中，该重力在根据本发明的方式中与在进料斗中的物料的填装高度有关。在优选设计中，进料斗竖立在一个或者多个秤重单元上，其方式例如是：所述进料斗在中间连接所述秤重单元的情况下设置在压制机架上。为此所述进料斗可具有下框架或与下框架连接，其中，该下框架在中间连接所述秤重单元的情况下设置在压制机架上。因为进料斗必须在中间连接所述秤重单元的情况下沿竖直方向可运动地设置在压制机架上，适宜的是，进料斗在在中间连接有沿竖直方向弹性的(框架形的)补偿器的情况下连接到压制机架上。这样的补偿器例如可具有用于连接到进料口或其下框架上的上法兰和用于连接到压制机架上的下法兰，其中，在上法兰和下法兰之间设置弹性的和/或可移动的框架，该框架例如可由弹性体材料、例如由橡胶、或由竖直地朝彼此可移动地和/或相对于彼此可移动地设置的料斗元件制成。所述秤重单元则例如可设置在补偿器的上法兰和下法兰之间。

秤重单元例如可采用商业通用的秤重单元，该商业通用的秤重单元例如可以构造为机电式秤重单元。在此通过变形体的弹性变形改变一个或者多个在变形体中集成的应变片(DMS)的电阻。例如可通过桥接电路以与重量成比例的电压信号来表示电阻变化，但原则上也可使用不同设计的秤重单元。

优选进行已经描述的对进料斗的竖立式称量。但作为替代方案在本发明的范围内同样存在的是：利用集成秤重单元实现容器的悬置。

所述进料斗通常由金属、例如由钢制成并且实验已经表明，对于不同物料、例如对于含矿石物料、例如精矿实现足够的力传递到容器壁上以用于可靠地、重量计式地测量填装高度。但在本发明的范围内也可选的是，料斗壁在内侧(局部地或者优选全部地)设有涂层(例如出于防磨损的目的)，例如设有塑料涂层。因此，例如料斗壁在内侧可用塑料板、例如由聚乙烯或类似物构成的塑料板覆层。利用这种涂层也能够实现本发明。

本发明的主题不仅是所描述的辊式压制机，也是用于确定物料在料斗中的填装高度的方法，更确切而言尤其是在开头所述类型的辊式压制机的装料期间。因此，根据本发明的方法也与辊式压制机的具体使用领域无关地要求保护。该方法的特征在于，所述料斗、例如进料斗具有一个或者多个竖直定向的或相对于竖直线倾斜定向的料斗壁，从而形成在高度上恒定的或从上至下扩宽的横截面。该方法的特征在于，所述填装高度借助由料斗加载的秤重单元重量计式地确定，其方式是：利用秤重单元来测量传导到容器壁中的重力或质量并且由此确定填装高度。优选地，该方法在所述类型的辊式压制机的装料期间使用，使得料斗构造为辊式压制机的进料斗。

特别优选地，根据本发明的方法涉及对具有低流动性的物料的加工。低流动性在本发明的范围内意味着具有低于10、优选低于4的流动性ff_c的物料。所述流动性ff_c是固实应力和抗压强度的比值。该固实应力指的是将松疏物料样品在空心圆柱体中压实所需的应力。如果沿竖直方向的负载和空心圆柱体被移除并且圆柱形的松疏物料样品经受压应力，则在达到抗压强度时导致样品破碎或流动。具有低流动性的物料具有高的内部摩擦，使得其在垂直或者负张角的料斗壁上也传递摩擦。该效果在本发明的范围内在优选的设计中得到利用。

除此之外，特别有意义的是如下事实：根据本发明的方法不仅静态地测量填装高度，而且也动态地测量填装高度，并且因此实现在辊式压制机的连续运行中测量填装高度。

要考虑的事实是，在进料斗中物料的重力传递到料斗壁上与不同的因素有关，其中，也由壁应力导致的重力与填装高度非线性相关。由此出发，根据本发明规定，使用一个或者多个换算函数来确定填装高度，所述换算函数针对相应的料斗几何结构和/或相应的物料提供。物料特性连同流动性ff_c和物料含水量、壁倾斜度/料斗角度以及物料和料斗壁之间的摩擦系数在此有影响。因而总的来说，在(例如利用计算机)分析时将秤重单元的测量信号相应地且必要时还非线性地换算成相应的填装高度，更确切地说也在包括上述的物料和结构参数的情况下进行换算。

本发明首先在考虑所述方面的情况下涉及填装高度测量。但在采用所述的填装高度测量的情况下用于运行辊式压制机的方法也是本发明的主题。在此存在的可能性是，使用所确定的填装高度或利用秤重单元测得的信号来控制或调节填装总成和/或辊式压制机。因此，通常进料斗的填装利用一个或多个填装总成(例如输送带)来完成，并且根据本发明可在考虑所确定的信号或填装高度的情况下控制或调节这样的填装总成。这同样适用于辊式压制机的运行，例如控制和调节轧辊的转速或轧辊间隙或其他的辊轧压制参数。

附图说明

以下借助仅表示一个实施例的附图更详细地说明本发明。在附图中：

图1示意性示出强烈简化的辊式压制机的侧视图，

图2示出辊式压制机的透视图。

具体实施方式

在附图中示出辊式压制机作为高压辊磨机的实施形式。该高压辊磨机在该实施例中用于碾碎物料、例如含矿石的物料。在此特别优选其为精矿(例如铁矿石精矿)，该精矿也可由于其湿度而具有相对低的流动性。

该辊式压制机具有压制机架1和两个在压制机架1中相邻设置的轧辊2，在这两个轧辊之间形成轧辊间隙3。两个轧辊2由未示出的驱动器沿相反方向旋转驱动。在轧辊间隙3的上方设置进料斗4，通过该进料斗将物料供应给轧辊间隙3。该进料斗在本实施例中具有至少两个对置的料斗壁4a，各料斗壁分别以角度α朝竖直线倾斜，使得进料斗4具有从上至下扩宽的横截面。所述(负的)角度α在此可为大约0.1°至10°、优选仅0.5°至5°、例如为0.5°至2°。

该辊式压制机装备有测量装置5，利用该测量装置可以确定和监测在进料斗4中的物料的填装高度。根据本发明，该测量装置5构造为重量计式的测量装置，从而重量计式地测量填装高度。该重量计式的测量装置5在本实施例中具有多个秤重单元6，这些称重单元由进料斗5加载。在示出的实施例中这如下实现，即进料斗4竖立在秤重单元6上。对此在本实施例中所述进料斗具有下框架7，其中，该下框架7在中间连接秤重单元6的情况下设置在压制机架1上。此外，进料斗4可在中间连接沿竖直方向弹性的或者可移动的补偿器的情况下连接到压制机架1上。补偿器的细节未示出。

借助秤重单元6在本发明的范围内不仅能够静态地(例如在填装或排空之后)而且能够动态地并且因此连续地在填装和(同时)排空期间在辊式压制机运行时确定和监测物料在进料斗4中的填装高度。至今，这种重量计式的填装高度测量只在漏斗形向下延伸的进料斗的情况下使用，在其中尤其基于几何结构将物料的重力传导到料斗壁中。现在根据本发明意外地发现，在附图中示出的具有向下扩宽的横截面的进料斗的几何结构的情况下也可实现足够的力传导。因为在这种情况下进给物料也以决定性的程度支撑在容器壁上，这导致可利用称重单元测量重力。连续流动的松疏物料本身在很大程度上支撑在容器壁上，从而由此推导出所测量的重力与填装高度的相关性。因此也在加工潮湿的和粘的松疏物料(其为向下扩宽的加料斗无故障运行的先决条件)的情况下能够以简单的方式重量计式地确定填装高度，使得可放弃现有技术已知的基于辐照的测量方法。

Claims (12)

1.用于碾碎、压实或成块物料、尤其是含矿石物料的辊式压制机，

该辊式压制机具有压制机架(1)、在压制机架(1)中在形成轧辊间隙(3)的情况下相邻设置的两个轧辊(2)和设置在轧辊间隙(3)上方的进料斗(4)，通过该进料斗(4)可将物料供应给轧辊间隙(3)，

其中，进料斗(4)具有一个或者多个竖直定向的或相对于竖直线倾斜定向的料斗壁(4a)，从而形成在高度上至少局段恒定的或从上至下扩宽的横截面，

其中，进料斗(4)设有用于确定物料在进料斗(4)中的填装高度的测量装置(5)，

其特征在于，测量装置(5)构造为重量计式的测量装置。

2.根据权利要求1所述的辊式压制机，其特征在于，在进料斗(4)的横截面向下扩宽的情况下，一个或者多个料斗壁(4a)、例如两个对置的料斗壁至少局段地相对于竖直线以0.1°至10°、例如0.5°至5°的角度定向。

3.根据权利要求1或2所述的辊式压制机，其特征在于，所述测量装置(5)具有一个或多个秤重单元(6)，该秤重单元(6)由进料斗(4)加载，其方式是：进料斗(4)优选竖立在秤重单元(6)上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的辊式压制机，其特征在于，所述进料斗(4)在中间连接有沿竖直方向弹性的和/或可移动的补偿器的情况下连接到压制机架(1)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的辊式压制机，其特征在于，所述进料斗(4)具有下框架(7)或与下框架连接，并且所述下框架(7)在中间连接有秤重单元(6)的情况下设置在压制机架(1)上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的辊式压制机，其特征在于，例如由金属制成的所述料斗壁(4a)在内侧局部地或者全部地设有涂层、例如由塑料构成的涂层。

7.用于尤其是在根据权利要求1至6中任一项所述的辊式压制机的装料过程中确定物料在料斗中的填装高度的方法，

其中，所述料斗、例如进料斗具有一个或者多个竖直定向的或相对于竖直线倾斜定向的料斗壁，从而形成在高度上恒定的或从上至下扩宽的横截面，

其特征在于，借助被料斗加载的秤重单元重量计式地确定填装高度，其方式是：借助秤重单元测量由物料传导到容器壁上的重力并且由此确定填装高度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过使用针对相应的料斗几何形状和/或相应的物料提供的一个或多个换算函数由测得的信号确定填装高度。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在辊式压制机的连续运行中动态地确定填装高度。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，确定流动性ff_c小于10、优选小于4的物料的填装高度，其中，优选使用含矿石物料、如精矿作为物料。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有(关于重量)大于5％、例如6％至12％的含水量的物料、例如含矿石物料或铁矿。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其特征在于，物料向进料斗的供应和/或辊式压制机的运行根据由秤重单元确定的测量信号或根据所确定的填装高度来控制或调节。

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