DE102014108334A1

DE102014108334A1 - Mahlanlage und Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut

Info

Publication number: DE102014108334A1
Application number: DE102014108334.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Wilczek; Olaf Hagemeier
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Current assignee: Thyssenkrupp Polysius De GmbH; ThyssenKrupp AG
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2014-06-13
Publication date: 2015-12-17
Also published as: EP3154701B1; WO2015189131A1; CN106457259B; EP3154701A1; CN106457259A

Abstract

Die Mahlanlage zur Zerkleinerung von Mahlgut besteht im Wesentlichen aus einem eine Walzenpresse und einen ersten Sichter aufweisenden ersten Mahlkreislauf und einem einen dynamischen Sichter und eine Kugelmühle aufweisenden zweiten Mahlkreislauf. Der ersten Sichter ist dabei als statischer Sichter ausgebildet und unterhalb der Walzenpresse angeordnet, während der dynamische Sichter auf Höhe der Walzenpresse oder unterhalb der Walzenpresse vorgesehen ist. Beim Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut wird das Mahlgut in einem eine Walzenpresse und einen ersten Sichter aufweisenden ersten Mahlkreislauf und einem einen dynamischen Sichter und eine Kugelmühle aufweisenden zweiten Mahlkreislauf zerkleinert, wobei ein als statischer Sichter ausgebildeter und unterhalb der Walzenpresse angeordneter erster Sichter und ein auf Höhe der Walzenpresse oder unterhalb der Walzenpresse angeordneter dynamischer Sichter zur Anwendung kommen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mahlanlage und ein Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut mit einem eine Walzenpresse und einen ersten Sichter aufweisenden ersten Mahlkreislauf und einem einen dynamischen Sichter und eine Kugelmühle aufweisenden zweiten Mahlkreislauf.
Das bei der Zerkleinerung zur Anwendung kommende Mahlgut besteht vorzugsweise aus einem spröden Material, wie Kalkstein, Dolomit oder Erzmaterial. Bei der Zementherstellung besteht das Mahlgut darüber hinaus vorzugsweise aus Klinker, Schlacke und/oder Flugasche.
Aus der DE 43 03 987 A1 ist eine Mahlanlage mit einem ersten und einem zweiten Mahlkreislauf bekannt, wobei der erste Mahlkreislauf mit einer Hochdruck-Walzenpresse und einem darüber angeordneten dynamischen Sichter betrieben wird. Das Feingut des ersten Mahlkreislaufs gelangt in einen Zyklon und von dort in eine Kugelmühle. Das in der Kugelmühle gemahlene Gut wird in einem zweiten dynamischen Sichter in Fertiggut und Grieße getrennt, wobei die Grieße zur Kugelmühle zurückgeführt werden.
Hochdruck-Walzenpressen weisen üblicherweise mit zwei gegenläufig angetriebene und zwischen sich einen Mahlspalt bildende Walzen auf, die über eine Anpresseinrichtung mit Mahldrücken von 50 MPa und mehr beaufschlagt werden. Derart hohe Drücke führen im Mahlspalt zu einer so genannten Gutbettzerkleinerung, was zur Folge hat, dass das zerkleinerte Mahlgut teilweise in Form vom Schülpen oder Agglomeraten aus der Walzenpresse herauskommt. Um derartiges Mahlgut in einem dynamischen Sichter zu sichten, wird vielfach ein Desagglomerator vorgeschaltet.
Bei einem aus der EP 1 506 058 B1 bekannten Fertigmahlkreis mit einer Walzenpresse wird der Desagglomerator durch einen statischen Sichter ersetzt. Für den Transport des gemahlenen Gutes zum dynamischen Sichter wird üblicherweise ein Förderaggregat, insbesondere ein Becherwerk eingesetzt, das an die zu transportierende Menge angepasst ist und nicht unerhebliche Investitions- und Betriebskosten verursacht. In der EP 1 506 058 B1 hat man sich zur Aufgabe gestellt, eine kompakte Kreislauf Mahlanlage mit Walzenpresse und Sichter zu schaffen, bei der das Problem des mechanischen Transports des im Kreislauf geführten Mahlgutes minimiert ist. Die Lösung diese Aufgabe bestand darin, dass ein statischer Kaskadensichter unterhalb des Walzenspalts der Walzenpresse angeordnet wurde, während ein dynamischer Nachsichter mit seinem Grobgutauslass oberhalb der Walzenpresse vorgesehen wurde. Der statische Kaskadensichter hat dabei hauptsächlich die Aufgabe, die Agglomerate zu desagglomerieren und das Sichtgut gleichzeitig im Querstrom zu sichten. Der Sichtgutaustrag des statischen Kaskadensichters gelangt pneumatisch über einen Steigkanal mit der Sichtluft in den Nachsichter. Durch diese Lösung werden Investitionskosten, Betriebskosten und Platz zur Installierung eines ansonsten notwendigen mechanischen Förderaggregats, wie beispielsweise ein Becherwerk, eingespart.
Mit einem Fertigmahlkreis können üblicherweise Feinheiten des Endprodukts in der Größenordnung von ca. 3.000 cm²/g erreicht werden. Sind jedoch größere Feinheiten und insbesondere in dem Bereich der Zementherstellung verschiedene Arten von Mischzementen gefordert, muss aus energetischen Gründen auf eine Kombi-Mahlanlage mit einem ersten und einem zweiten Mahlkreislauf zurückgegriffen werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde eine Mahlanlage und ein Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut mit einem ersten und einem zweiten Mahlkreislauf anzugeben, die durch reduzierte Investitions- und Betriebskosten gekennzeichnet sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Mahlanlage zur Zerkleinerung von Mahlgut besteht im Wesentlichen aus einem eine Walzenpresse und einen ersten Sichter aufweisenden ersten Mahlkreislauf und einem einen dynamischen Sichter und eine Kugelmühle aufweisenden zweiten Mahlkreislauf. Der ersten Sichter ist dabei als statischer Sichter ausgebildet und unterhalb der Walzenpresse angeordnet, während der dynamische Sichter auf Höhe der Walzenpresse oder unterhalb der Walzenpresse vorgesehen ist.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut wird das Mahlgut in einem eine Walzenpresse und einen ersten Sichter aufweisenden ersten Mahlkreislauf und einem einen dynamischen Sichter und eine Kugelmühle aufweisenden zweiten Mahlkreislauf zerkleinert, wobei ein als statischer Sichter ausgebildeter und unterhalb der Walzenpresse angeordneter erster Sichter und ein auf Höhe der Walzenpresse oder unterhalb der Walzenpresse angeordneter dynamischer Sichter zur Anwendung kommen.
Unter einer Walzenpresse im Sinne der Erfindung wird eine Walzenmühle mit zwei gegenläufig angetriebenen und unter Beibehaltung eines Mahlspaltes gegeneinander gepressten Mahlwalzen verstanden. Der statische Sichter zeichnet sich im Gegensatz zum dynamischen Sichter vor allem dadurch aus, dass er im Betrieb keine drehenden oder rotierenden Bauteile aufweist. Üblicherweise besteht er aus einem schräg angeordneten Belüftungsboden, der aber auch kaskadenförmig ausgebildet sein kann und von einem Sichtluftstrom durchströmt wird. Der dynamische Sichter weist üblicherweise einen rotierenden Stabkorb oder Rotor auf.
Durch den unterhalb der Walzenpresse angeordneten statischen Sichter des ersten Mahlkreislaufs und dem maximal auf dem Niveau der Walzenpresse angeordneten dynamischen Sichter im zweiten Mahlkreislauf können die Förderstrecken in den Umlaufkreisläufen minimiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Mahlkreislauf weiterhin ein zwischen einem Grobgutauslass des statischen Sichters und einem Aufgabeschacht der Walzenpresse angeordnetes erstes Förderaggregat auf. Weiterhin ist im zweiten Mahlkreislauf ein zwischen einer Austragsöffnung der Kugelmühle und einer Aufgabeöffnung des dynamischen Sichters angeordnetes zweites Förderaggregat vorgesehen. Durch diese Verschaltung wird lediglich das Grobgut des statischen Sichters zur Walzenpresse zurückgeführt. Das hierfür vorgesehene erste Förderaggregat kann daher entsprechend kleiner ausgebildet werden, wodurch Investitions- und Betriebskosten eingespart werden können.
Der dynamische Sichter kann einen Fertiggutauslass und einen Grießeauslass aufweisen. Die erfindungsgemäße Mahlanlage wird vorzugsweise so konzipiert, dass die Grieße des dynamischen Sichters lediglich zur Kugelmühle geleitet werden. Eine Rückführung der Grieße zum ersten Mahlkreislauf soll nur in Ausnahmefällen erfolgen, insbesondere dann, wenn die Menge Grieße die Verarbeitungskapazität der Kugelmühle übersteigt. Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist daher zwischen dem dynamischen Sichter und der Kugelmühle ein Pufferspeicher vorgesehen, der einen mit dem ersten Mahlkreislauf in Verbindung stehenden Überlauf aufweist. Anstelle oder zusätzlich zum Überlauf kann auch vorgesehen werden, dass die anfallende Menge der Grieße durch Beeinflussung der Menge des Feingutes des statischen Sichters an die Kapazität der Kugelmühle angepasst wird. Dies kann durch eine mengenmäßige Beeinflussung des dem ersten Mahlkreislauf aufgegebenen Mahlgutes (Frischgut) und/oder durch Regulierung eines im statischen Sichter verwendeten Sichtluftstroms so erfolgen, dass die Menge der im dynamischen Sichter anfallenden Grieße an die Kapazität der Kugelmühle angepasst ist. Durch diese oder andere Maßnahmen soll sichergestellt werden, dass mehr als 80 %, vorzugsweise mehr als 90 oder mehr als 95 %, höchstvorzugsweise die gesamte Menge der Grieße zur Kugelmühle geleitet werden.
Durch die deutlich, vorzugsweise völlig, reduzierte Grießerückführung zum ersten Mahlkreislauf kann das Fördervolumen des ersten Förderaggregats entsprechend kleiner dimensioniert werden. Durch das verringerter Fördervolumen des ersten Förderaggregat und die verringerte Förderhöhe des zweiten Förderaggregat ergeben sich deutliche Investitions- und Betriebskosteneinsparungen. Durch den Verzicht eines dynamischen Sichters oberhalb der Walzenpresse ergibt sich außerdem eine relativ kompakte Gesamtanordnung der Mahlanlage.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
1 schematische Darstellung einer Mahlanlage mit einem auf Höhe der Walzenpresse angeordneten dynamischen Sichter,
2 schematische Darstellung einer Mahlanlage mit einem unterhalb der Walzenpresse angeordneten dynamischen Sichter,
3 schematische Darstellung eines dynamischen Sichters mit einem Pufferspeicher mit Überlauf und
4 schematische Darstellung eines dynamischen Sichters mit einer Füllstandsmesseinrichtung im Pufferspeicher.
In 1 ist eine Mahlanlage zur Zerkleinerung von sprödem Mahlgut, wie Kalkstein, Klinker, Dolomit oder Erzmaterial dargestellt. Sie besteht im Wesentlichen aus einem eine Walzenpresse 1 und einen statischen Sichter 2 aufweisenden ersten Mahlkreislauf 3 und einem einen dynamischen Sichter 4 und eine Kugelmühle 5 aufweisenden zweiten Mahlkreislauf 6. Die Walzenpresse weist in üblicher Art und Weise zwei gegenläufig angetriebene Mahlwalzen 1a, 1b auf. Über eine nicht näher dargestellte Anpresseinrichtung werden die beiden Mahlwalzen unter Aufrechterhaltung einen Mahlspalts mit Mahldrücken von 50 MPa und mehr beaufschlagt.
Der ersten Mahlkreislauf 3 weist weiterhin ein zwischen einem Grobgutauslass 2b des statischen Sichters 2 und einem Aufgabeschacht 1c der Walzenpresse 1 angeordnetes, erstes Förderaggregat 7, insbesondere ein Becherwerk, auf. Die Walzenpresse ist weiterhin über eine Auslassöffnung 1d mit einer Aufgabeöffnung 2a des statischen Sichters 2 verbunden. Die Verbindung zwischen Walzenpresse und statischem Sichter erfolgt zweckmäßigerweise über eine Schurre 8, so dass das zerkleinerte Material ohne Energieaufwand mittels Schwerkraft in den statischen Sichter geführt wird. Das dem ersten Mahlkreislauf 3 aufzugebende Mahlgut (Frischgut 9) wird im Bereich der Schurre 8 bzw. der Aufgabeöffnung 2a des statischen Sichters 2 zugeführt. Das Frischgut 9, welches bereits einen gewissen Feingutanteil enthalten kann, wird somit erst im statischen Sichter in Grobgut und Feingut gesichtet, so dass lediglich das Grobgut zum Aufgabeschacht 1c der Walzenpresse 1 gefördert wird.
Der statische Sichter 2 weißt einen schräg angeordneten Belüftungsboden 2d auf, der von einem Sichtluftstrom 10 durchströmt wird. Während das Grobgut der Schwerkraft folgend zum Grobgutauslass 2b gelangt, wird das Feingut zusammen mit dem Sichtluftstrom über den Feingutauslass 2c in den dynamischen Sichter 4 geführt.
Der dynamische Sichter 4 ist beispielsweise als Stabkorbsichter mit einer tangential angeordneten Einlassöffnung 4a ausgebildet. Das dem dynamischen Sichter zugeführte Mahlgut wird in Grieße und Fertiggut gesichtet, wobei die Grieße über einen Grießeauslass 4b zur Kugelmühle 5 geleitet werden. Dabei kann die Verbindung beispielsweise durch eine Schurre oder bei nicht ausreichendem Gefälle als Luftstromrinne ausgebildet sein. Das Fertiggut wird zusammen mit dem Sichtluftstrom über einen Fertiggutauslass 4c einem Abscheider 11 zugeführt, wo das Fertiggut 12 vom Sichtluftstrom 10 getrennt wird. In der Kugelmühle 5 werden die Grieße weiter zerkleinert und dann wahlweise über einen weiteren Abscheider 13 oder direkt über eine 2. Fördereinrichtung 14 zum dynamischen Sichter 4 zurückgeführt. Der weitere Abscheider 13 kann insbesondere dann erforderlich sein, wenn die Kugelmühle 5 mit einem Luftstrom betrieben wird.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen nur dadurch, dass der dynamische Sichter 4` des 2. Mahlkreislaufes 6 unterhalb der Walzenpresse 1 angeordnet ist. Der statische Sichter 2 ist wiederum unterhalb des dynamischen Sichters 4` angeordnet. Die Einlassöffnung 4`a des dynamischen Sichters 4 ist diesmal am unteren Ende des Sichters angeordnet, so dass der Sichtluftstrom 10 zusammen mit dem Feingut des statischen Sichters 2 von unteren nach oben in den dynamischen Sichter 4` einströmt. Die weiteren Details dieser 2. Mahlanlage und auch deren Wirkungsweise stimmen mit der ersten Mahlanlage überein. Selbstverständlich kann der Sichter 4` auch anstelle des Sichters 4 und umgekehrt zur Anwendung kommen.
Die beiden Mahlanlagen werden vorzugsweise so betrieben, dass die im dynamischen Sichter 4 bzw. 4` entstehenden Grieße möglichst nur in geringer Menge, vorzugsweise aber gar nicht, zum ersten Mahlkreislauf zurückgeführt werden (gestrichelt dargestellte Rückführleitung 15). Hierzu ist der dynamische Sichter 4 bzw. 4` mit einem Grießekonus bzw. einem Pufferspeicher 16 ausgestattet (3 und 4). Über ein Dosiergerät 17, beispielsweise eine Zellenschleuse oder eine Schnecke, kann der Kugelmühle 5 die erforderliche Menge dosiert zugeführt werden. Der Pufferspeicher 16 gemäß 3 ist mit einem Überlauf 18 versehen, der über die Rückführungsleitung 15 mit dem ersten Mahlkreislauf 3 verbunden ist. Die Rückführleitung 15 mündet zweckmäßigerweise im Bereich der ersten Fördereinrichtung 7.
Der Überlauf 18 soll aber nur in Ausnahmefällen Anwendung finden, so dass angestrebt ist, die Mahlanlage so zu betrieben, dass keine Grieße über die Rückführungsleitung 15 zum ersten Mahlkreislauf zurückgeführt werden. Die Menge der anfallenden Grieße hängt primär vom Feingutanteil des statischen Sichters 2 ab. Über geeignete Messungen, wie eine Durchflussmessung im Bereich der Rückführleitung 15 zur Bestimmung des zurückgeführten Grießemassenstromes oder eine Messung der Stromaufnahme der ersten Fördereinrichtung 7 und/oder eine Einrollenbandwaage nach der ersten Fördereinrichtung 7 zur Bestimmung des Umlaufmassenstromes des ersten Mahlkreislaufes, kann ermittelt werden, ob die Menge der anfallenden Grieße zu groß ist. Eine gegebenenfalls erforderliche Beeinflussung des Feingutanteils des statischen Sichters kann im Wesentlichen durch die Anpassung der Menge des Sichtluftstroms 10 oder eine Regulierung der Aufgabemenge des Frischguts 9 erfolgen.
4 zeigt noch eine weitere Variante, bei der auf eine Rückführleitung 15 verzichtet wird. Der dynamische Sichter ist wiederum mit einem Pufferspeicher 16 ausgestattet, der eine Füllstandsmesseinrichtung 19 aufweist. Ist der Füllstand zu niedrig wird beispielsweise die Menge des Frischguts und/oder der Sichtluftstrom 10 erhöht. Ist der Füllstand zu hoch, wird die Menge des Frischguts und/oder der Sichtluftstrom 10 verringert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4303987 A1 [0003]
EP 1506058 B1 [0005, 0005]

Claims

Mahlanlage zur Zerkleinerung von Mahlgut mit einem eine Walzenpresse (1) und einen ersten Sichter aufweisenden ersten Mahlkreislauf (3) und einem einen dynamischen Sichter (4, 4`) und eine Kugelmühle (5) aufweisenden zweiten Mahlkreislauf (6), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sichter als statischer Sichter (2) ausgebildet und unterhalb der Walzenpresse (1) angeordnet ist, während der dynamische Sichter (4, 4`) auf Höhe der Walzenpresse oder unterhalb der Walzenpresse vorgesehen ist.
Mahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Mahlkreislauf (3) weiterhin ein zwischen einem Grobgutauslass (2b) des statischen Sichters (2) und einem Aufgabeschacht (1c) der Walzenpresse (1) angeordnetes erstes Förderaggregat (7) aufweist und im zweiten Mahlkreislauf (6) ein zwischen einer Austragsöffnung der Kugelmühle (5) und einer Einlassöffnung (4a) des dynamischen Sichters (4) angeordnetes zweites Förderaggregat (14) vorgesehen ist.
Mahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der statische Sichter (2) einen Feingutauslass (2d) aufweist, der mit einer Einlassöffnung (4a) des dynamischen Sichters (4) zur Zuführung von Feingut des statischen Sichters (2) zum dynamischen Sichter in Verbindung steht.
Mahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Sichter (4) einen Fertiggutauslass (4c) und einen Grießeauslass (4b) aufweist und zwischen Grießeauslass (4b) und Kugelmühle (5) ein Pufferspeicher (16) vorgesehen ist, der einen mit dem ersten Mahlkreislauf (3) in Verbindung stehenden Überlauf (18) aufweist.
Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut, wobei das Mahlgut in einem eine Walzenpresse (1) und einen ersten Sichter aufweisenden ersten Mahlkreislauf (3) und einem einen dynamischen Sichter (4) und eine Kugelmühle (5) aufweisenden zweiten Mahlkreislauf (6) zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein als statischer Sichter (2) ausgebildeter und unterhalb der Walzenpresse (1) angeordneter erster Sichter und ein auf Höhe der Walzenpresse (1) oder unterhalb der Walzenpresse angeordneter dynamischer Sichter (4) zur Anwendung kommt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der Walzenpresse (1) zerkleinertes Mahlgut im statischen Sichter (2) in Grobgut und Feingut gesichtet wird, wobei das Grobgut zur Walzenpresse (1) zurückgeführt und das Feingut dem dynamischen Sichter (4) aufgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem dynamischen Sichter (4) zugeführtes Mahlgut in Grieße und Fertiggut gesichtet wird, wobei die Grieße zur Kugelmühle (5) geleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Menge der im dynamischen Sichter (4) anfallenden Grieße zur Kugelmühle (5) geleitet werden und die anfallende Menge der Grieße durch Beeinflussung der Menge des Feingutes des statischen Sichters (2) an die Kapazität der Kugelmühle (5) angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Feingutes des statischen Sichters (2) durch mengenmäßige Beeinflussung des dem ersten Mahlkreislauf (3) aufgegebenen Mahlgutes und/oder durch Regulierung eines im statischen Sichters (2) verwendeten Sichtluftstroms (10) so angepasst wird, dass die Menge der im dynamischen Sichter (4) anfallenden Grieße an die Kapazität der Kugelmühle (5) angepasst ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass im statischen Sichter (2) zum Sichten des in der Walzenpresse (1) zerkleinerten Gutes ein Sichtluftstrom (10) verwendet wird, mit dem das dort anfallende Feingut zum dynamischen Sichter (4) transportiert wird.