DE19535613A1 - Rollenmühle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rollenmühle gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1, enthaltend

• a) einen Mahlteller, der um eine Mahltellerachse rotie­ rend antreibbar ist,
• b) wenigstens zwei stationäre, drehbare Mahlwalzen, die mit dem Mahlteller bzw. einem darauf befindlichen Mahlgut in Reibkontakt stehen
• c) sowie eine jeder Mahlwalze zugeordnete Vorverdich­ tungseinrichtung.

Bei der Zementherstellung wurden in den vergangenen Jahren derartige Rollen- oder Wälzmühlen zum Mahlen von Klinker oder Hüttensand verwendet. Der Energieverbrauch derartiger Mühlen gegenüber einer Kugelmühle ist bei vergleichbarer Durchsatzleistung deutlich niedriger.

Um die Mahleffizienz der Rollenmühlen zu steigern, wur­ den in den vergangenen Jahren eine Reihe konstruktiver und verfahrenstechnischer Veränderungen vorgenommen. Einen besonderen Ansatzpunkt in diesem Zusammenhang stellt die Stabilisierung des Mahlbettes auf dem Mahl­ teller dar. Mit Hilfe einer Vorverdichtungseinrichtung, die insbesondere als Vorverdichterwalze ausgebildet ist, wurde ein höher verdichtetes Mahlgutbett erreicht, das für eine Beanspruchung durch Mahlwalzen mit höherem Anpreßdruck besser vorbereitet ist. Diese Maßnahmen ha­ ben insbesondere dazu beigetragen, daß beim Mahlen mit Rollenmühlen eine breitere Korngrößenverteilung der Ze­ mente eingestellt werden konnte und die Zementeigen­ schaften den vorgegebenen Eigenschaften besser entspra­ chen und auch den aus Kugelmühlenanlagen hergestellten Zementen zumindest gleichwertig waren.

Aus der DE-C 39 21 986 ist eine Rollenmühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt, wobei auf dem Mahlteller zwei oder drei Mahlwalzen vorgesehen sind, denen jeweils eine Vorverdichterwalze zugeordnet ist. Die Mahlwalzen und Vorverdichterwalzen sind abwechselnd und mit gleichem Winkelabstand voneinander auf dem Mahlteller angeordnet.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Rol­ lenmühle gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahin­ gehend weiterzuentwickeln, daß die Mahleffizienz weiter gesteigert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeich­ nende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß soll der Winkelabstand um die Mahltel­ lerachse zwischen einer Mahlwalze und ihrer zugeordne­ ten Vorverdichtungseinrichtung weniger als das 0,8fa­ che, vorzugsweise weniger als das 0,5fache, des Win­ kelabstands zwischen dieser Mahlwalze und der benach­ barten nächsten Vorverdichtungseinrichtung betragen. Durch diese Maßnahme gelangt das durch die Vorverdichtungseinrichtung verdichtete Mahlgut schnel­ ler unter die Mahlwalze, so daß weniger unzureichend zerkleinertes Mahlgut durch die Zentrifugalkraft über den Tellerrand ausgetragen wird.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung wer­ den anhand der Beschreibung einiger Ausführungsbei­ spiele und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Aufsicht der Rollenmühle,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorverdichtungseinrich­ tung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Detailansicht des ersten Aus­ führungsbeispieles und

Fig. 5 eine Seitenansicht der Vorverdichtungseinrich­ tung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Rollenmühle be­ steht im wesentlichen aus einem Mahlteller 1, der rota­ tiv um eine Mahltellerachse 1a antreibbar ist, zwei stationäre, drehbare Mahlwalzen 2a, 2b, die mit dem Mahlteller 1 bzw. einem darauf befindlichen Mahlgut in Reibkontakt stehen, sowie eine jeder Mahlwalze zugeord­ nete, als Vorverdichterwalzen 3a, 3b ausgebildete Vor­ verdichtungseinrichtung 3. Ferner ist jeder Mahlwalze 2a, 2b eine als Desagglomerationswalze 4a, 4b ausgebil­ dete Desagglomerationseinrichtung nachgeordnet.

Alle Walzen sind auf einer radial außen liegenden Mahl­ bahn des Mahltellers angeordnet und werden durch ihr Eigengewicht und/oder mittels Federkraft und/oder durch entsprechend angeordnete Hydraulikzylinder in Reib­ schluß mit dem im Bereich der Mahlbahn liegenden Mahl­ gut gehalten. Der rotativ angetriebene Mahlteller ver­ setzt somit die Mahl-, Vorverdichter- und Desagglomera­ tionswalzen in Rotation.

Erfindungsgemäß beträgt der Winkelabstand α um die Mahltellerachse 1a zwischen der Mahlwalze 2a und ihrer zugeordneten Vorverdichterwalze 3a weniger als das 0,8 fache, vorzugsweise weniger als das 0,5fache, des Win­ kelabstands β zwischen dieser Mahlwalze 2a und der be­ nachbarten nächsten Vorverdichterwalze 3b. Gleiche Ab­ standsverhältnisse sind auch bei der anderen Mahlwalze 2b ,bezüglich ihrer Vorverdichterwalze 3b bzw. der be­ nachbarten Vorverdichterwalze 3a vorhanden. Zweckmäßi­ gerweise versucht man die zugehörigen Walzen möglichst dicht aneinander anzuordnen. Der geringstmögliche Ab­ stand wird insbesondere durch die Walzendurchmesser und die Walzenhalterungen begrenzt.

Nimmt man an, daß sich der Mahlteller 1 in Richtung des Pfeiles 5 um die Mahltellerachse 1a dreht, so gelangt das zu zerkleinernde Gut zunächst unter die Vorverdich­ terwalze 3a bzw. 3b. Anschließend wird das Mahlgut un­ ter den Mahlwalzen 2a bzw. 2b der eigentlichen Druckbe­ anspruchung ausgesetzt. Die Desagglomerationswalzen 4a, 4b sind derart angeordnet, daß sie mit dem Mahlgut nach den Mahlwalzen 2a bzw. 2b in Kontakt kommen. Auch die Desagglomerationswalzen 4a, 4b sind mit möglichst klei­ nem Winkelabstand δ zu der zugehörigen Mahlwalze 2a, 2b angeordnet.

Die jeweils zusammengehörenden Walzen 2a, 3a, 4a bzw. 2b, 3b, 4b folgen jeweils relativ dicht aufeinander, während sie zur benachbarten Gruppe einen vergleichs­ weise relativ großen Abstand haben. Im Rahmen der Er­ findung ist es jedoch auch möglich, mehr als zwei aus Mahl-, Vorverdichter- und Desagglomerationswalze beste­ hende Gruppen in einer Rollenmühle vorzusehen. Es ist ferner auch denkbar, auf die Desagglomerationswalzen zu verzichten.

Der Durchmesser der Vorverdichterwalzen 3a, 3b beträgt zweckmäßigerweise das 0,3- bis 1,0fache des Durchmes­ sers der zugeordneten Mahlwalzen 2a, 2b. Die Desagglo­ merationswalzen 4a, 4b sollten im Durchmesser etwa das 0,3- bis 1,0fache des Durchmessers der Vor­ verdichterwalzen 3a, 3b betragen.

In den Fig. 2 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorverdichtungseinrichtung 3 näher dargestellt. Die Vorverdichtungseinrichtung 3 weist neben der Vorver­ dichterwalze 3a auch einen an einem Träger 7 schleppend beweglich befestigten Rollenhalter 6 sowie durch einen Hydraulikzylinder 8 gebildete Mittel zur Veränderung des von der Vorverdichterwalze 3a auf das Mahlgut aus­ geübten Mahldrucks auf.

Der Hydraulikzylinder ist über der Rollenmitte angeord­ net und sowohl am Rollenhalter 6, als auch am Träger 7 pendelnd gelagert.

Um diesen Hydraulikzylinder 8 vor Staub und Wärmeein­ wirkung zu schützen, ist dieser mit einem separaten Ge­ häuse 9 gekapselt. Dieses Gehäuse wird durch eine Rohr­ leitung 10, durch die auch die Ölleitungen 11 des Hydraulikzylinders 8 geführt werden, mit Kühlluft ver­ sorgt. Die Kühlluft tritt durch eine Sperrluftdichtung 12 in den Mühlenraum aus und schützt somit die Dichtung des Hydraulikzylinders.

Diese Variante bietet die Möglichkeit, den Kolben 12a des Hydraulikzylinders hydraulisch einzuspannen, um da­ durch einen 0-Spalt einstellen zu können.

In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vor­ verdichtungseinrichtung 3′ dargestellt. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von ersterem im wesentlichen nur durch die Ausgestaltung des Hydraulik­ zylinders 8′. Dieser Hydraulikzylinder ist als Plunger­ zylinder ausgebildet und mit einem Träger 7′ fest ver­ schraubt.

Die Konstruktion des Trägers 7 ist so ausgeführt, daß ein geschlossener Kasten entsteht, in dem sich der Plungerzylinder befindet. Zur Kühlung des Zylinders wird dieser Kasten ebenfalls mit Kühlluft beaufschlagt, die am Ende des Plungerzylinders als Sperrluft aus­ tritt.

Dieses zweite Ausführungsbeispiel ist zwar von der Kon­ struktion wesentlich einfacher, es treten jedoch auf­ grund der starren Verbindung mit dem Träger 7′ Quer­ kräfte im Plungerzylinder auf, die von den Führungen des Plungers aufgenommen werden müssen.

Die von den Vorverdichterwalzen 3a, 3b durch die Hydraulikzylinder 8, 8′ auf das Mahlgut ausgeübten Mahlkräfte sind zweckmäßigerweise einstellbar. Dabei sind folgende Fälle denkbar:

• 1. Das Gewicht der Vorverdichterwalze wird durch eine entgegenwirkende Kraft zum Teil aufgehoben.
• 2. Nur das Eigengewicht der Vorverdichterwalze wirkt.
• 3. Eine zusätzliche Mahlkraft wirkt in der gleichen Richtung wie das Eigengewicht der Vorverdichter­ walze.

Zweckmäßigerweise sollte die Mahlkraft der Vorverdich­ terwalzen 3a, 3b maximal den gleichen Wert der Mahlwal­ zen 2a, 2b betragen.

Sind zusätzlich Desagglomerationswalzen 4a, 4b vorgese­ hen, so sollte die Mahlkraft dieser Walzen wesentlich geringer sein, als die der Vorverdichterwalzen. Übli­ cherweise werden etwa 10% der Mahlkraft der Vorver­ dichterwalzen zur Desagglomeration ausreichen.

Die Vorverdichterwalzen 3a werden mit sogenannten Ke­ gelrollenlagern 13 im Rollenhalter 6 gelagert, wobei besondere Sorgfalt den Rollenabdichtelementen 14 ge­ schenkt werden muß, da diese sehr dicht oberhalb des Mahlbettes 15 angeordnet sind (siehe Fig. 2 und 3). Der Rollenhalter 6 ist zudem auf der dem Mahlbett zugewand­ ten Unterseite "ausgekerbt", um nicht mit dem durch das Mahlgut gebildeten Stauring zu kollidieren.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die das Mahlgut zuerst erfassenden Vorverdichterwalzen 3a, 3b mit einer strukturierten Oberfläche ausgeführt, um mehr Mahlgut auf den Mahlteller 1 zu pressen und während der Entlüftung des Mahlgutes das Mahlgut besser zu fassen. Die Oberflächenstrukturierung kann beispielsweise in Form von aufgeschweißten Rauten, Umfangsrillen, Quer­ rillen oder Stiften realisiert werden. Bei den der Er­ findung zugrundeliegenden Versuchen hat man festge­ stellt, daß durch die Verwendung von profilierten bzw. strukturierten Vorverdichterwalzen örtlich höhere Drücke auf das Mahlgut ausgeübt werden können und sich dadurch die Entlüftung des Mahlgutes verbessert.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Vor­ verdichterwalzen sind auf deren äußeren Umfangsflächen lediglich die beiden Randbereiche strukturiert, wie das aus Fig. 1 zu ersehen ist. Diese besondere Profilierung hat den Vorteil, daß gerade in den Randbereichen der Vorverdichterwalzen eine erhöhte Stützwirkung auf das Mahlgut ausgeübt wird und das Mahlgut dadurch weniger über die Walzenränder hinaus nach außen gedrückt wird.

Das relativ dichte Aufeinanderfolgen von Vorverdichter­ walze 3a, 3b und Mahlwalze 2a, 2b hat den Vorteil, daß das durch die Vorverdichterwalzen bereits vorbereitete Mahlgut nur noch in geringem Maße aufgrund der Zentri­ fugalkraft den Mahlteller 1 verläßt, bevor es der Druckbeanspruchung der Mahlwalzen 2a, 2b ausgesetzt wäre.

Die Vorverdichterwalzen neigen unter geringer Belastung bei einem inhomogenen Mahlbett zum Tanzen. Ein Tanzen der Rollen bedeutet jedoch eine Verschlechterung des Mahlbettaufbaus. Ein ungleichmäßiger Mahlbettaufbau zieht Beschleunigungsverluste an den Mahlwalzen und da­ mit einen höheren spezifischen Energiebedarf nach sich. Um diese Problematik zu vermeiden, werden die Vorver­ dichterwalzen zweckmäßigerweise mit einem geeigneten Stoßdämpfer versehen.

Die Vorverdichterwalzen 3a, 3b dienen in erster Linie der Mahlbettvorbereitung, die durch Veränderung des Mahldruckes gezielt eingestellt werden kann. Der durch den Hydraulikzylinder 8, 8′ auf das Mahlgut ausgeübte Druck kann dadurch beispielsweise in Abhängigkeit von der Mahlbettdicke, der Laufruhe oder auch hinsichtlich des spezifischen Energiebedarfs und/oder der Durchsatz­ leistung gesteuert werden.

Claims (15)

1. Rollenmühle, enthaltend

• a) einen Mahlteller (1), der um eine Mahlteller­ achse (1a) rotativ antreibbar ist,
• b) wenigstens zwei stationäre, drehbare Mahlwalzen (2a, 2b), die mit dem Mahlteller (1) bzw. einem darauf befindlichen Mahlgut in Reibkontakt ste­ hen,
• c) sowie eine jeder Mahlwalze (2a, 2b) zugeordnete Vorverdichtungseinrichtung (3a, 3b), wobei die einer Mahlwalze zugeordnete Vorverdichtungsein­ richtung (3a, 3b) derart angeordnet ist, daß sie vor dieser Mahlwalze mit dem Mahlgut in Kontakt kommt,

dadurch gekennzeichnet, daß

• d) der Winkelabstand (α) um die Mahltellerachse (1a) zwischen einer Mahlwalze (2a; 2b) und ihrer zu­ geordneten Vorverdichtungseinrichtung (3a; 3b) weniger als das 0,8-fache, vorzugsweise weniger als das 0,5-fache, des Winkelabstands (β) zwi­ schen dieser Mahlwalze (2a; 2b) und der benach­ barten nächsten Vorverdichtungseinrichtung (3b; 3a) beträgt.

2. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtungseinrichtung eine mit dem Mahlgut in Kontakt kommende Vorverdichterwalze (3a, 3b) aufweist.

3. Rollenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Vorverdichterwalze (3a, 3b) das 0,3- bis 1,0fache des Durchmessers der zugeord­ neten Mahlwalze (2a, 2b) beträgt.

4. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtungseinrichtung Mittel (Hydraulikzylinder 8, 8′) zur Veränderung des von der Vorverdichtungseinrichtung auf das Mahlgut aus­ geübten Mahldrucks aufweist.

5. Rollenmühle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung des ausgeübten Mahl­ drucks in Abhängigkeit des Energiebedarfs und/oder der Durchsatzleistung der Rollenmühle steuerbar sind.

6. Rollenmühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Mahlwalze (2a, 2b) und der ihr zuge­ ordneten Vorverdichtungseinrichtung (3a, 3b) ferner eine Desagglomerationseinrichtung, vorzugsweise eine Desagglomerationswalze (4a, 4b), vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, daß sie mit dem Mahlgut nach der Mahlwalze in Kontakt kommt.

7. Rollenmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichtungseinrichtung eine Vorverdich­ terwalze (3a, 3b) und die Desagglomerationseinrich­ tung als Desagglomerationswalze (4a, 4b) ausgebildet ist, wobei der Durchmesser der Desagglomerations­ walze das 0,3- bis 1,0fache des Durchmessers der Vorverdichterwalze beträgt.

8. Rollenmühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Desagglomerationseinrichtung auf das Mahlgut ausgeübte Druck weniger als 50% des durch die Vorverdichtungseinrichtung ausgeübten Drucks beträgt.

9. Rollenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichterwalze (3a, 3b) an ihrer mit dem Mahlgut in Kontakt kommenden äußeren Umfangsfläche strukturiert ist.

10. Rollenmühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die beiden Randbereiche der äußeren Umfangsfläche strukturiert sind.

11. Rollenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichterwalze (3a, 3b) mit einer Stoß­ dämpfungseinrichtung zusammenwirkt.

12. Rollenmühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichterwalze (3a, 3b) bezogen auf die Drehrichtung des Mahltellers schleppend beweglich an einem Träger (7, 7′) befestigt ist.

13. Rollenmühle nach Anspruch 4 und 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittel zur Veränderung des auf das Mahlgut ausgeübten Mahldrucks durch einen über der Mitte der Vorverdichterwalze (3a, 3b) angeordneten Hydraulikzylinder (8, 8′) gebildet werden.

14. Rollenmühle nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hydraulikzylinder (8) einerseits an dem Träger (7) und andererseits im Bereich der Vorver­ dichterwalze (3a, 3b) pendelbeweglich angeordnet ist.