DE19738228A1 - Verfahren zur Kreislaufmahlung spröden Mahlgutes und Mahlanlage hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kreislaufmahlung spröden Mahlgutes im Walzenspalt einer Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck- Walzenpresse mit Walzen, deren sich im Betrieb einstellende Wal­ zenspaltweite im Bereich des engsten Walzenspaltes größer ist als die Korngröße des dort gepreßten Mahlgutes. Außerdem betrifft die Erfindung eine Mahlanlage zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Druckzerkleinerung körnigen Gutes im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenmühle bzw. Walzenpresse wird das dem Walzen­ spalt zugeführte Schüttgut von den gegenläufig rotierenden Walzen erfaßt und durch Reibung in den Walzenspalt eingezogen. Dabei werden die einzelnen Partikel des eingezogenen Schüttgutes Korn gegen Korn in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Wal­ zenoberflächen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwen­ dung eines hohen Druckes gegenseitig zerdrückt, so daß man hierbei von einer Gutbettzerkleinerung spricht (DE-C 27 08 053). Produkt dieser Druckbehandlung bzw. Gutpressung sind Gutagglomerate aus zerkleinertem Schüttgut, die sich anschließend mit relativ geringem mechanischen Aufwand aufschließen bzw. auflösen lassen, wodurch sich der insgesamt niedrige spezifische Energiebedarf der Gutbett­ zerkleinerung ergibt.

Die Energieersparnis ist bei der reinen Gutbettzerkleinerung am größten. Dann muß die Korngröße des Aufgabegutes kleiner sein als die Walzenspaltweite der Hochdruck-Walzenpresse. Bei grobem Auf­ gabegut ist daher wenigstens eine Vorzerkleinerungsmaschine erfor­ derlich, die das gesamte Aufgabegut auf eine Korngröße zerkleinert, die kleiner ist als die Spaltweite der Gutbettwalzenmühle. Daher wird z. B. in der EP-B-0 278 858 Fig. 1 vorgeschlagen, einer Gutbett-Wal­ zenmühle ein mit Walzenprofilierungen versehenes Brechwalzwerk vorzuschalten, in dem das gesamte Aufgabegut vorzerkleinert wird. Bei dem vorgeschalteten Brechwalzwerk kann es sich ebenfalls um eine Gutbett-Walzenmühle handeln, in deren Walzenspalt das ge­ samte zugeführte Schüttgut, also auch Partikel mit bereits genügend kleiner Korngröße zerkleinert werden, wodurch der spezifische Ener­ giebedarf des gesamten Mahlverfahrens aber vergrößert wird.

Andererseits ist es bekannt, die hoch beanspruchten Walzenoberflä­ chen der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenmühlen bzw. Wal­ zenpressen durch eine sogenannte Rasterpanzerung dadurch ver­ schleißfester zu machen, indem auf die Walzenoberfläche eine Viel­ zahl von vorgefertigten Profilleisten oder stiftförmigen Noppenbolzen aufgebracht wird (EP-B-0 443 195 z. B. Fig. 4). Dabei stehen die Noppenbolzen mit einer so großen Höhe nach außen von der Wal­ zenoberfläche vor und sie sind mit einem solchen Abstand voneinan­ der angeordnet, daß im Betrieb der Walzenpresse auf der Wal­ zenoberfläche die Zwischenräume bzw. Taschen zwischen den Nop­ penbolzen mit dem zusammengepreßten feinkörnigen Gutmaterial ausgefüllt bleiben, welches einen autogenen Verschleißschutz für die Walzenoberflächen bildet.

Man weiß, daß bei der Gutbettzerkleinerung insbesondere von feuchten Erzen (Feuchte zwischen ca. 2 und 10%), wie sie in der Praxis vorkommen, die Haftung bzw. die Standfestigkeit der autoge­ nen Verschleißschutzschicht auf der mit der Rasterpanzerung verse­ henen Walzenoberfläche der Walzenpresse nicht immer gewährleistet ist. Es ist daher schon vorgeschlagen worden, auf die mit den Nop­ penbolzen versehenen Walzenoberflächen zunächst eine hoch ver­ schleißfeste Haftschicht aus feinkörnigem Fremdmaterial wie z. B. Silicium-Carbid mit Bindemittel aufzubringen, wobei auf der rauhen Oberfläche dieser Haftschicht im Walzenpressenbetrieb die autogene Verschleißschutzschicht, z. B. Schicht aus gutbettzerkleinerten hoch­ verdichteten Erzagglomeraten haften bleiben kann. Allerdings ist die Standzeit der autogenen Verschleißschutzschicht sowie der radial in­ neren Haftschicht dann gefährdet, wenn in den Walzenspalt der Gut­ bettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse ein Überkorn bzw. Spritzkorn gerät, das bei einer Einzelkornzerkleinerung (statt Gutbett­ zerkleinerung) im Walzenspalt der Walzenpresse zu vorzeitiger Zer­ störung der autogenen Verschleißschutzschicht sowie auch der dar­ unter befindlichen Haftschicht führen kann. Dies gilt auch, wenn bei einer Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse, in deren engstem Wal­ zenspaltbereich die Gutbettzerkleinerung durchgeführt wird, dieser überlagert im oberen weiteren Walzenspaltbereich ständig eine Ein­ zelkornzerkleinerung durchgeführt werden würde (DE-C 33 02 176 Fig. 1).

Ungünstig und unwirtschaftlich wäre es, aus einem feuchten körnigen Mineralienstrom vorhandenes Grobkorn/Überkorn/Spritzkorn durch eine Siebklassierung abzutrennen, zumal dann das abgetrennte Grobkorn/Überkorn/Spritzkorn separat gemahlen werden müßte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sprödes Mahlgut, insbe­ sondere feuchte Erze und/oder andere feuchte Mineralien mit Einsatz einer Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse, bei der die Walzenoberflächen vermittels einer Rasterpanzerung durch eine au­ togene Verschleißschutzschicht gegen Verschleiß geschützt sind, mit möglichst geringem spezifischen Energiebedarf zu mahlen, ohne die Gefahr einer vorzeitigen Beeinträchtigung der Verschleißschutz­ schicht bei auftretendem Grobkorn/Überkorn/Spritzkorn in Kauf neh­ men zu müssen.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig gemäß der Erfindung mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrich­ tungsmäßig mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Mahlung insbesondere feuchter Erze oder anderer feuchter Mineralien im Walzenspalt einer Gutbettzer­ kleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse sowie mit Sichter und Rezirku­ lierung des Sichtergrobgutes sind die Oberflächen der Pressenwalzen vermittels einer Rasterpanzerung durch eine sich im Pressenbetrieb autogen einstellende Verschleißschutzschicht gegen Verschleiß ge­ schützt, wobei zum besseren Aufbau und zur festeren Haftung der autogenen Verschleißschutzschicht unterhalb von dieser eine aus feinkörnigem Fremdmaterial wie z. B. SiC und Bindemittel bestehende hochverschleißfeste Haftschicht angeordnet sein kann. Zum Schutz dieser Verschleißschutzschicht/Schutzschichten gegen vorzeitige Zerstörung ist gemäß der Erfindung der Gutbettzerkleinerungs-Hoch­ druck-Walzenpresse eine Glattwalzenmühle vorgeschaltet, in deren Walzenspalt, der in seiner Spaltweite auf maximal etwa 4 mm be­ grenzt wird, nicht das gesamte Aufgabegut vorzerkleinert wird, son­ dern nur das im Aufgabegut enthaltene Überkorn (Spritzkorn) größer etwa 2 bis 4 mm durch Einzelkorn vorzerkleinert wird. Die Glattwal­ zenmühle wird also nicht als übliche Vorzerkleinerungsmaschine ein­ gesetzt, sondern nur zum Zerdrücken des im Aufgabegut enthaltenen Überkorns, so daß der Energiebedarf der vorgeschalteten Glattwal­ zenmühle nicht hoch ist.

Jedenfalls wird im Walzenspalt der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck- Walzenpresse eine Einzelkornzerkleinerung, die im Falle der Aus­ stattung der Walzenoberflächen mit einer autogenen Verschleiß­ schutzschicht nicht erwünscht ist, erfindungsgemäß mit Sicherheit vermieden, wodurch die Standzeit der Walzenoberflächen der Wal­ zenpresse selbst bei der Gutbettzerkleinerung von feuchtem, einen hohen Verschleiß verursachenden Erzmateriales erheblich erhöht wird. Gleichzeitig wird durch die vorgeschaltete Glattwalzenmühle die Gutbettzerkleinerung im Walzenspalt der Walzenpresse begünstigt, denn wie die Erfahrung gezeigt hat, ist die Energieersparnis am größten, wenn das Mahlgut im Vergleich zur Spaltweite eine kleinere Körnung aufweist. Außerdem werden erfindungsgemäß im Mahl­ kreislauf mit der Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse und einem Hochleistungssichter hohe Mahlfeinheiten bei nicht zu hohen Gut­ kreislaufraten erreicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Mahlung von feuchtem Material, wie z. B. zur Pigmentmahlung, zur Mahlung von Vorprodukten zur Erz-Pellet-Erzeugung usw.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden an­ hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt das Fließbild einer Kreislaufmahlanlage mit einer Walzenpresse 10 und mit einem Desagglomerator 11 und Sichter 12 mit Rezirkulierung des Sichtergrobgutes 13 zum Aufgabeschacht 14 der Walzenpresse 10. Im Betrieb der Gutbettzerkleinerungs-Walzen­ presse 10 stellt sich ein engster Walzenspalt mit einer Spaltweite von z. B. etwa 12 bis 35 mm ein, und in diesem Walzenspalt wird das über den Aufgabeschacht 14 zugeführte Aufgabegut Korn gegen Korn mit einer Preßkraft von mehr als 2000 kN/m Walzenlänge zu Gutmate­ rialschülpen 15 gepreßt, die vom Becherwerk 16 zum Desagglome­ rator 11 transportiert, dort aufgelöst und anschließend im Sichter 12, vorzugsweise dynamischen Sichter in das Sichtergrobgut 13 sowie in Sichterfeingut 17 getrennt werden, welches anschließend in einem Staubabscheider wie z. B. Zyklon 18 als Fertiggut 19 vom Sichtluft­ strom 20 abgetrennt wird, der nach seiner Entstaubung in einem Ent­ staubungsfilter 21 über einen Schornstein 22 abgezogen wird. Der Staubaustrag 23 aus dem Entstaubungsfilter 21 wird dem Fertiggut 19 zugeschlagen.

Ein Teilstrom 24 der die Walzenpresse 10 verlassenden Gutmaterial­ schülpen, insbesondere deren an den Walzenspaltenden austreten­ den ggfs. ungenügend gepreßten Randzonen wird zum Gutaufgabe­ schacht 14 zwecks nochmaliger Gutbettbeanspruchung rezirkuliert.

Zwecks Erhöhung der Standzeit der hoch beanspruchten Oberflächen der Walzen der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse 10 sind diese Walzenoberflächen durch eine Rasterpanzerung gegen vorzeitigen Verschleiß geschützt, d. h. auf die Walzenoberflächen ist eine Vielzahl von Profilkörpern insbesondere Noppenbolzen aufge­ bracht, und zwar mit einer Höhe von etwa größer 5 mm und mit einem Abstand von etwa kleiner 40 mm, so daß im Betrieb der Walzen­ presse 10 die Zwischenräume bzw. Taschen zwischen den Noppen­ bolzen mit zusammengepreßtem hoch verdichteten feinkörnigen Gut ausgefüllt werden, wobei die Gutpreßkörper während der Wal­ zenumdrehungen in den Taschen als idealer autogener Walzenver­ schleißschutz verbleiben. Zwecks noch festerer Haftung der autoge­ nen Verschleißschutzschicht kann unterhalb dieser, also vorab auf die mit den Noppenbolzen versehene Walzenoberfläche eine aus feinkör­ nigem Fremdmaterial wie Silicium-Carbid und Bindemittel bestehende verschleißfeste, eine rauhe Oberfläche aufweisende Haftschicht auf­ gebracht worden sein.

Beim Aufgabegut 25 der Mahlanlage handelt es sich insbesondere um feuchtes Erz oder andere feuchte Materialien mit einer Feuchte zwi­ schen etwa 2 bis 10%, das bereits vorzerkleinert ist, aber einen ge­ wissen Anteil an Überkorn (Spritzkorn) enthält, das eine Korngröße von z. B. größer 4 mm aufweist und das, sollte es in den Walzenspalt der Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse 10 gelangen, dort deren autogene Verschleißschutzschicht vorzeitig zerstören kann. Daher ist der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse 10 eine Glatt­ walzenmühle 26 vorgeschaltet, in deren Walzenspalt, der in seiner Spaltweite auf etwa maximal 4 mm begrenzt wird, nur das im Aufga­ begut enthaltene Überkorn durch Einzelkornzerkleinerung vorzerklei­ nert wird, während der übrige Teil des Aufgabeguts der Glattwalzen­ mühle 26 dort nicht zerkleinert wird, so daß der spezifische Energie­ bedarf der Glattwalzenmühle 26 vergleichsweise gering ist. Die in der Glattwalzenmühle 26 auf das Aufgabegut wirkende Preßkraft liegt etwa um eine Zehnerpotenz niedriger als in der Gutbettzerkleine­ rungs-Walzenpresse 10, so daß die Walzenoberflächen der Glattwal­ zenmühle 26 nicht mittels einer Rasterpanzerung gegen Verschleiß geschützt werden müssen.

Während die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen der Gutbettzer­ kleinerungs-Walzenpresse 10 auf etwa kleiner 2,0 m/sec. eingestellt wird, wird die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen der vorgeschal­ teten Glattwalzenmühle 26 auf etwa größer 6,0 m/sec. eingestellt, wodurch sich auch ergibt, daß die nur der Druckzerkleinerung von Überkorn dienende Glattwalzenmühle 26 infolge ihrer hohen Durch­ satzleistung vergleichsweise klein gebaut sein kann.

Aus der Zeichnung ist noch zu ersehen, daß das Aufgabegut 25 über einen Aufgabegutbunker 27 und Bunkerabzug 28 auf einem Aufgabe­ band 29 mit Magnet 30 abgelegt wird, der magnetische Fremdkörper aus dem Aufgabegut entfernt. Ferner kann auch ein Metallsuchgerät 31 vorhanden sein, das in der Lage ist, auch bei Nichteisenmetallen wie z. B. Edelstahlfremdkörper, die im Aufgabegut vorhanden sein können, ein Signal abzugeben. Bei einem Signal des Metallsuchge­ räts 31 wird eine Scheideklappe 32 angesteuert, welche die signali­ sierten Metalle 33 aus dem Aufgabegut ausschleust, während das von Metallen befreite Aufgabegut 34 der Glattwalzenmühle 26 zugeführt wird.

Im Hinblick auf die Feuchte des Aufgabegutes 25 kann der Sichter 12 mit Heißgas 35 als Sichtluftstrom betrieben werden, so daß die zur Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse 10 rezirkulierten Sichtergriese 13 getrocknet sind, wodurch der Betrieb der Walzen­ presse 10 vergleichmäßigt wird.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem könnte durch einen der Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse 10 vorgeschalteten Backenbre­ cher, Kegelbrecher, Prallbrecher/Prallmühle, Walzenbrecher mit Brechnocken an den Walzenoberflächen, Walzenschüsselmühle, Ku­ gelmühle, Schwingmühle etc. nicht gelöst werden.

Claims (6)

1. Verfahren zur Kreislaufmahlung spröden Mahlgutes im Walzen­ spalt einer Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10) mit Walzen, deren sich im Betrieb einstellende Walzenspaltweite im Be­ reich des engsten Walzenspaltes größer ist als die Korngröße des dort gepreßten Mahlgutes, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) die Oberflächen der Gutbettzerkleinerungs-Pressenwalzen werden vermittels einer Rasterpanzerung durch eine sich im Pressenbetrieb einstellende autogene Verschleißschutz­ schicht gegen Verschleiß geschützt;
• b) der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10) wird eine Glattwalzenmühle (26) vorgeschaltet, in deren Walzen­ spalt, der in seiner Spaltweite auf maximal 4 mm begrenzt wird, nur das im Aufgabegut enthaltene Überkorn (Spritzkorn) durch Einzelkornzerkleinerung vorzerkleinert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gutbettzerkleinerungs-Hoch­ druck-Walzenpresse (10) die auf das Mahlgut wirkende Preßkraft mehr als 2000 kN/m Walzenlänge beträgt, während die in der vorge­ schalteten Glattwalzenmühle (26) auf das Aufgabegut wirkende Preßkraft etwa um eine Zehnerpotenz niedriger als in der Gutbett­ zerkleinerungs-Walzenpresse eingestellt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Wal­ zen der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10) auf kleiner 2,0 m/sec. eingestellt wird, während die Umfangsgeschwin­ digkeit der Walzen der vorgeschalteten Glattwalzenmühle (26) auf größer 6,0 m/sec. eingestellt wird.

4. Kreislaufmahlanlage zur Mahlung von sprödem Gut, mit einer Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10) und mit einem Sichter (12) mit Rezirkulierung des Sichtergrobgutes, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• a) die Oberflächen der Gutbettzerkleinerungs-Pressenwalzen (10) weisen eine Rasterpanzerung mit einer autogenen Ver­ schleißschutzschicht auf;
• b) der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10) ge­ mäß a) ist eine Glattwalzenmühle (26) vorgeschaltet, deren Gutaustrag mit dem Guteintrag der Walzenpresse (10) in Verbindung steht.

5. Kreislaufmahlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der durch Rasterpanzerung ver­ schleißgeschützten Oberfläche der Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck- Walzenpresse (10) eine aus feinkörnigem Fremdmaterial und Binde­ mittel bestehende verschleißfeste Haftschicht unterhalb der sich im Pressenbetrieb einstellenden autogenen Verschleißschutzschicht auf­ gebracht ist.

6. Kreislaufmahlanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sichter (12), der mit Heißgas (35) betrieben wird, ein Desagglomerator (11) vorgeschaltet ist.