DE2724600A1

DE2724600A1 - Verfahren zur herstellung von kugeln

Info

Publication number: DE2724600A1
Application number: DE19772724600
Authority: DE
Inventors: Roland Drugge; Pehr-Adrian Ilmoni
Original assignee: Luossavaara Kiirunavaara AB LKAB
Current assignee: Luossavaara Kiirunavaara AB LKAB
Priority date: 1976-06-02
Filing date: 1977-06-01
Publication date: 1977-12-15
Also published as: PT66598B; PT66598A; AU2565577A; SE7606241L; BR7703561A; JPS52147502A; US4134944A; ES459324A1; SE412603B; FR2353644A1; NO771932L; NL7706040A; CA1088277A; AU506765B2; GB1553763A

Description

Firma LUOSSAVAARA-KIIRUNAVAARA AB Sturegatan 11, Fack, 100 41 Stockholm, Schweden

"Verfahren zur Herstellung von Kugeln"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rügelchen, bzw. kleinen Kugeln oder kleinen Körpern (im folgenden der Einfachheit halber nur noch "Kugeln" genannt) aus fein verteiltem feuchten Material, insbesondere Eisenerzkonzentrat durch Herumrollen oder Wälzen (im folgenden kurz'Wälzen" genannt) von Kernen etwa einander gleicher Größe in mindestens einer Kugel-Wälzanlage in der Gegenwart von, bzw. zusammen mit dem genannten fein verteilten feuchten Material, zwecks Herstellung der Kugeln, bei denen der genannte Kern von zumindest einer Schicht des feuchten fein verteilten Materials umgeben ist. Als beispielsweiser Verwendungszweck solcher Kugeln sei die Reduktion des Eisenoxydes im Hochofen oder einer anderen Reduktionsanlage genannt.

Ein wesentlicher Nachteil bekannter Kugel-Wälzverfahren

zur Herstellung von Kugeln in einem industriellen Maßstab besteht darin, daß die mechanischen Festigkeitseigenschaften der hergestellten Kugeln wesentlich geringer sind, als die Werte, die theoretisch erreichbar wären. Die praktische Anwendung eines Kugel-Wälzverfahrens schafft ferner Probleme und zwar hauptsächlich im Hinblick auf die Tatsache, daß der aus

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den bekannten Kugel-Wälzvorrichtungen austretende Fluß oder Strom von Kugeln Schwierigkeiten in den nachfolgenden Verfahrensstufen hervorruft. In einen gewissen Maß kann die Herstellung der Kugeln unter anderem dadurch stabil is iert werden, daß man die Menge des hinzuzugebenden Wassers erhöht; obgleich dies die Naß-Festigkeit beeinträchtigt und die Größenverteilung der hergestellten Kugeln durchgreifend verändert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines neuen und vorteilhaften Kugel-Wälzverfahrens, bei dem die vorgenannten Nachteile im wesentlichen vermieden sind. Im übrigen wird hinsichtlich der Aufgabenstellung auf die nachstehende Vorteilsbeschreibung der Erfindung verwiesen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art in erster Linie vorgeschlagen, daß eine vorbestimmte, im wesentlichen konstante Menge an Kugeln während eines Wälzvorganges gebildet wird, daß davon die Menge an Kugeln, die während des Wälzvorganges den größten Durchmesser erhalten haben, kontinuierlich als hergestellte Kugeln dieser Kugel-Wälzanlage entnommen werden, während die verbleibenden Kugeln in den Wälzteil der Anlage für ein erneutes Wälzen zurückgeführt werden, und daß die Zufuhr von fein verteiltem feuchten Material und die Zufuhr von Kernen derart eingestellt, bzw. eingeregelt wird, daß die Größe der hergestellten Kugeln und die Menge des Materials in der Kugel-Wälzanlage im wesentlichen konstant gehalten werden. Auf diese Weise ist eine im wesentlichen konstante Liefe-

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rung von Kugeln mit Insbesondere gleichen Eigenschaften möglich. Diese Kugeln haben praktisch Kugelform und zeigen eine bemerkenswerte Naß-Festigkeit, eine große Dichte und eine geringe Verformbarkeit. Während des nachfolgenden Frittens oder Sinterns sorgen die Kugeln für eine gute Durchlässigkeit der Schicht. Derart gefrittete,

bzw. gesinterte Kugeln zeichnen sich durch eine gehohe ringe Tendenz zur Staubbildung und durch eine/QuaIitat

Die mit dem Verfahren nach der Erfindung verwendeten Kerne haben eine derartige Festigkeit, daß sie voll und ganz den Kräften widerstehen können, denen sie während des Kugel-Wälzvorgaiges ausgesetzt sind. So haben z. B. entsprechende Kerne die Form eines einzelnen Stückes eines gebrochenen oder gepochten, gegebenenfalls abgerundeten Steines oder Steinstückes. Auch können die Kerne organischen Ursprunges sein, z. B. Sonnenblumensamen bzw.-kerne usw. Im allgemeinen haben die Kerne die Form kleiner Körper oder Kügelchen von zusammengebundenen, bzw. zementierten und aus Partikeln bestehenden Material, bzw. aus Partikel bestehenden Material, das in anderer Weise zum Zusammenhalt gebracht worden ist. Dabei werden kaltgebundene oder gesinterte Kügelchen bevorzugt. Somit kann das fein verteilte feuchte Material sich leichter an die Kerne anhaften. Die Kerne können befeuchtet werden, bevor sie in den Wälzteil der Wälzanlage eingebracht werden.

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Das Kugel-Wälzverfahren gemäß der Erfindung wird bevorzugt in zwei oder mehr Kugel-Wälzanlagen durchgeführt, wobei die in einer der Kugel-Wälzanlagen hergestellten Kugeln als Kerne für die unmittelbar nachfolgende Kugel-Wälzanlage verwendet werden. Damit kann das Maß, bzw. der Betrag der Größenzunahme der Kugeln in jeder Anlage verhältnismäßig gering gehalten werden, während gesichert ist, daß die Größenverteilung der Kugeln in ein und derselben Anlage innerhalb eines schmalen Bereiches gehalten wird. Dies erlaubt es, die Kugeln in den einzelnen Anlagen einer sehr starken, bzw. kräftigen mechanischen Behandlung auszusetzen mit dem Ergebnis einer gesteigerten Kompaktheit, bzw. Dichte und Naß-Festigkeit. Gegebenenfalls können unterschiedliche Sorten oder Mischungen des feuchten, fein verteilten Materials in den verschiedenen Anlagen verwendet werden mit dem Ziel, zusammengesetzte Kugeln mit Häuten oder Hüllen unterschiedlichen Materials und/oder unterschiedlicher Zusammensetzung zu schaffen.

Bei der Verwendung einer Vielzahl von in Reihe angeordneter Kugel-Wälzanlagen wird eine etwas größere Menge von hergestellten Kugeln von jeder Anlage entnommen, als in Form von Kernen für die nachfolgende Anlage benötigt wird. Der Betrag oder die Zahl von Kugeln für eine nachfolgende Kugel-Wälzanlage wird dadurch eingestellt oder eingeregelt, daß die hergestellten Kugeln, welche den genannten Betrag oder die Anzahl der unmittelbar vorhergehenden Kugel-Wälzanlage überschreiten, ausgeschieden.werden. Obgleich auf diese Weise Kugeln gebildet werden, die wieder zerfallen,

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bzw. zum Zerfall gebracht und als Kerne in die erste Kugel-Wälzanlage zurückgeführt werden oder als fein verteiltes Material zu einem der Anlagen gelangen, so wird hiermit die Fähigkeit, bzw. das Vermögen ein solches System zu steuern, zu beeinflussen oder zu regulieren wesentlich verbessert. Dabei ist man ferner in der Lage, daß die Große der in der letzten Anlage der Reihe hergestellten Kugeln innerhalb eines sehr geringen Streubereiches liegt. Die die Kerne bildenden, hergestellten Kugeln werden in besonders geeigneter Weise der nachfolgenden Kugel-Wälzanlage mittels eines Scheide- oder Siebgerätes zugeführt, das veränderliche Raster- oder Sieböffnungen aufweist. Die Größe dieser Öffnungen wird derart eingestellt, daß nur der Betrag oder die Zahl an hergestellten Kugeln, der, bzw. die dem gewünschten oder geforderten Betrag oder Zahl der Kerne entspricht, durch das Siebgerät hindurchgeht und der nachfolgenden Kugel-Wälzanlage zugeführt wird. Sämtliche Kugeln von einem übermäßig großen Durchmesser werden durch das Siebgerät abgeschieden. Hierdurch wird weiterhin gesichert, daß Kugeln gleicher Größe anfallen, bzw. erzielt werden.

Ohne Rücksicht darauf, ob eine oder mehrere Kugel-Wälzanlagen verwendet werden, besteht ein Vorteil der Erfindung darin, daß die hergestellten Kugeln von den Kugeln getrennt werden, die wieder in den Wälzteil der gleichen Kugel-Wälzanlage zurückgeführt werden und zwar mittels eines Scheide- oder Siebgerätes mit veränderlichen Sieb- oder Rasteröffnungen. Die Größe die-

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ser Sieb- oder Rasteröffnungen wird derart variiert bzw. eingestellt, daß sich ein Fluß an hergestellten Kugeln, den vorbestimmten im wesentlichen konstanten Wert hat. In dieser Weise kann der Kugel-Wälzvorgang sehr leicht kontrolliert, bzw. beeinflußt werden.

Die Kugeln wachsen in jeder Kugel-Wälzanlage. Damit ist die mittlere Größe der hergestellten Kugeln leicht auf den gewünschten Wert dadurch einstellbar, daß man den Betrag oder die Zahl der zugeführten Kerne in Relation zu der Menge des zugeführten fein verteilten Materials entsprechend einstellt. In zweckdienlicher Weise wird die eingestellte Größe der Raster- oder Sieböffnungen des Scheide- oder Siebgerätes als ein Parameter für die Steuerung, bzw. Einregulierung des Verhältnisses zwischen der Zufuhr an Kernen und dem fein verteilten Material verwendet.

Wie bereits erwähnt ist es von Vorteil in Hinblick auf die mechanische Festigkeit der Kugeln, wenn der Größenzuwachs der Kugeln in der Kugel-Wälzanlage oder in jeder Kugel-Wälzanlage verhältnismäßig gering ist. Zur Förderung dieses nur geringen Anwachsens der Größe der Kugeln dient es, wenn das feuchte, fein verteilte Material, das der Anlage zugeführt wird, im wesentlichen gleichförmig über die Kerne und die zurückgeführten Kugeln verteilt wird, die in der Kugel-Wälzanlage vorhanden sind. Der Effekt des gegenseitigen Kontaktee zwischen den Kugeln förderte auch die Fesitgkeit der Kugeln und zwar insbesondere dann, wenn das fein verteilte Material einen verhältnismäßig geringen Feuchtigkeitsgehalt hat. In Konsequenz dessen ergibt sich mit der Erfindung auch eine relativ hohe Beschickungshöhe. 709850/1026

Zusammengefasst kann die Erfindung, bzw. das Ergebnis der Erfindung wie folgt dargestellt werden:

Kugeln von gleichförmiger Größe und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften werden ohne wesentliche Änderung, bzw. Streuung ihrer Daten durch Wälzen von Kernen von im wesentlichen einander gleicher Große in mindestens einer Kugel-Wälzanlage in der Gegenwart von fein verteilten feuchten Materials hergestellt, wobei mindestens eine Schicht dieses Materials den entsprechenden Kern umgibt. Eine vorbestimmte Menge der Kugeln wird während eines Wälzvorganges gebildet und enthält Kugeln, die während dieses Wälzvorganges den größten Durchmesser erreicht haben und kontinuierlich als hergestellte Kugeln von dieser Kugel-Wälzanlage abgezogen werden; während die verbleibenden, während des Wälzvorganges hergestellten Kugeln in den Wälzteil dieser Anlage zurückgeführt und dort erneut gewälzt werden. Die Zufuhr von fein verteilten feuchten Material und von Kernen zu der Kugel-Wälzanlage wird so eingestellt, daß der Durchmesser der hergestellten Kugeln und die Menge an Material in der Kugel-Wälzanlage im wesentlichen konstant bleiben.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der nachstehenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeichnung zu entnehmen. Die Zeichnung zeigt schematisch eine beispielsweise Ausführungsform einer Anordnung für die Durchführung dieses Kugel-Wälzverfahrens.

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In der Zeichnung beziffern jeweils die Zahlen 10, 11 und 12 drei einander gleiche Kugel-Wälzanlagen, bzw. -kreise. Davon enthält jede Anlage eine Kugel-Wälztrommel 13, 14 bzw. 15. Ein feuchtes Eisenerzkonzentrat mit einer für das Kugelwälzen geeigneten Partikelgröße wird der Trommel 13 durch den Einlaß 16 zugeführt. Durch einen weiteren Einlaß 17 werden feste, bzw. haltbare Kerne für den Beginn des Vorganges einer Kugelwälzung bei 17 ebenfalls dem Einlaß 16 zugeführt. Das Konzentrat und gegebenenfalls auch die Kerne ist, bzw. sind im wesentlichen gleichmäßig über die Trommel 13 verteilt. Vom Austrittsende der Trommel her werden die Kugeln einer Sieb- oder Scheideanlage 18 zugeführt, die veränderliche Rasteroder Sieböffnungen aufweist. Mittels dieser Sieb- oder Scheidenanlage 18 wird eine bestimmte Menge der erzeugten Kugel abgeführt, während die übrigen der aus der Trommel 13 ausgeschiedenen Kugeln über eine Förderleitung 19 und den Einlaß 16 wieder in die Trommel zurückgeführt werden. Die Menge des von der Förderleitung 19 pro Zeiteinheit transportierten Materiales wird kontinuierlich gemessen. Der sich hieraus ergebende Meßwert wird für die Einstellung, bzw. Einregelung der zugeführten Menge an Kerne und der Menge des Konzentrates in der Weise benutzt, daß die durch die Förderleitung 19 hindurchgehende Materialmenge konstant bleibt. Die gewünschte Größe der hergestellten Kugeln wird dadurch erreicht, daß in Relation zueinander die Menge der Kerne und die Menge des oben genannten Eisenerzkonzentrates in der Trommel eingestellt werden. Analog der Anlage 10 sind die Anlagen 11, 12 ausgebildet und mit ensprechenden Einlassen 20 und 21

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für das Konzentrat versehen. Ferner weisen die Anlagen H₉ 12 Sieb- oder Scheideanlagen 22 und 23 mit veränderlichen Sieb- oder Rasteröffnungen auf. Ferner sind Zuführ- oder Rückführleitungen 24, 25 für die Rückleitung ausgesiebter Kugeln in die betreffenden Einlasse vorgesehen. Von den Anlagen 11 und 12 wird eine vorbestimmte Menge hergestellter Kugeln mittels der Siebanlage abgegeben.

Von der Anlage 10 hergestellte Kugeln können als Kerne in der Anlage 11 benutzt werden. Die Anlage 10 wird dazu so ausgelegt, bzw. eingestellt, daß sie einen geringen Überschuß an produzierten Kugeln herstellt. Die Kugeln, die nicht in die Anlage 11 gelangen, werden einem Siebgerät 26 mit veränderlichen Sieböffnungen zugeführt. Der somit abgeschiedene Überschuß enthält Kugeln die nicht in der Lage sind, durch die Sieb- oder Rasteröffnungen des Siebgerätes 26 hindurchzutreten. Die Menge an Material, die durch die Leitung bzw. das Gerät 24 zurückgeführt wird, wird durch eine Einstellung der Zufuhrmenge von Kugeln aus der Anlage 10 und der Menge des zugeführten Konzentrates konstant gehalten.

Von der Anlage 11 hergestellte Kugeln werden als Kerne für die Anlage 12 verwendet. Hierzu wird die Anlage 11 veranlaßt, bzw. so eingestellt, daß sie einen geringen Überschuß an hergestellten Kugeln produziert. Die größten der Kugeln werden in dem Ausmaß, indem sie nicht in die Anlage 12 gelangen, durch ein Siebgerät 27, das mit veränderbaren Sieb- oder Rasteröffnungen ver-

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sehen ist, in einer Weise abgeschieden, die ähnlich bzw. gleich der Arbeitsweise des vorstehend erläuterten Siebgerätes 26 ist. Die durch das Gerät 25 zurückgeführte Materialmenge wird durch Einstellung der zugeführten Menge der hergestellten Kugeln aus der Anlage 11 und der zugeführten Menge an Konzentrat konstant gehalten.

Die gewünschte Größe der hergestellten Kugeln wird für die Anlagen 11 und 12 durch die Einstellung des Verhältnisses der zugeführten Menge an Konzentrat zur zugeführten Menge an Kernen eingeregelt, wobei die Kerne Kugeln sind, die von der unmittelbar vorhergehenden Anlage hergestellt wurden.

Die der Anlage 10 zugeführten und hierzu geeigneten Kerne haben gemeinsam etwa den gleichen Durchmesser innerhalb eines Bereiches von 3bis 6 mm. Die Größe bzw. das Ausmaß des Anwachsens der Kugeln in der Anlage 10 wird zweckmäßigerweise derart gewählt, daß der Durchmesser der hergestellten Kugeln annähernd 2 mm größer als der Durchmesser der verwendeten Kerne ist. Die Anlagen 11 und 12 werden so betrieben bzw. eingestellt, daß dort etwa der gleiche Zuwachs der Kugelgröße eintritt.

Obgleich die erläuterte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung sich mit der Herstellung von Kugeln aus Eisenerzkonzentrat befasst, kann die Erfindung auch für die Herstellung von Kugeln aus bzw. mit anderen Materialien dienen; einschließlich der Verwendung unterschiedlicher Materialien oder Materialmischungen

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in den verschiedenen Anlagen 10, 11 und 12. Auch ist es im Rahmen der Erfindung möglich, an Stelle der genannten Trommeln Kugel-Wälzplatten oder dergleichen zu verwenden. Die Erfindung ist also nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereiches der nachfolgenden Ansprüche abgeändert werden.

Ansprüche

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Leerseite

Claims

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85 NORNBERC, den 31.5.197/

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Telefon Sa.-Nr. (0*11) 59501»

Telex: OdIJt6β palri d

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LÜOSSAVAARA-KIIRUNAVAARA AB

Sturegatan 11, Fack, 100 41 Stockholm, Schweden

Patentansprüche

1; Verfahren zur Herstellung von Kugeln aus fein verteiltem feuchten Material, insbesondere Eisenerzkonzentrat, durch Wälzen von Kernen etwa einander gleicher Größe in mindestens einer Kugel -Wälzanlage in der Gegenwart von, bzw. zusammen mit dem genannten fein verteilten feuchten Material, zwecks Herstellung von Kugeln, bei denen der genannte Kern von zumindest einer Schicht des fein verteilten feuchten Materials umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte, im wesentlichen konstanten Menge von Kugeln während eines Wälzvorganges gebildet wird, daß davon die Menge an Kugeln, die während des Wälzvorganges den größten Durchmesser erhalten haben, kontinuierlich als hergestellte Kugeln dieser Kugel-Wälzanlage entnommen werden, während die verbleibenden Kugeln in den Wälzteil der Anlage für ein erneutes Wälzen zurückgeführt werden, und daß die Zufuhr von fein verteiltem feuchten Material und die Zufuhr von Kernen derart eingestellt, bzw. eingeregelt werden, daß die Größe der herge-

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stellten Kugeln und die Menge des Materials in der Kugel-Wälzanlage im wesentlichen konstant gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verwendung kommenden Kerne eine derartige Festigkeit haben, daß sie den auf sie während des Kugel-Wälzvorganges einwirkenden Kräften -widerstehen können.
3. Verjähren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kerne einzelne Stücke gebrochener bzw. gepochter und gegebenenfalls abgerundeter Steine oder Steinteile sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne die Fcrm kleiner Kugeln besitzen, die aus gebundener, zementierten oder gekitteten Materialteilchen oder aus Partikeln bestehen, die in anderer Weise fest aneinander gehalten sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung kalt gebundener oder gesinterter Kerne.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne feucht sind.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugel-Wälzen in zwei oder mehr Kugel-Wälzanlagen er-

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folgt und daß die In der einen Kugel-Wälzanlage hergestellten Kugeln als Kerne für die unmittelbar nachfolgende Kugel-Wälzanlage verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag oder die Zahl der Kerne für eine nachfolgende Kugel-Wälzanlage durch Entfernen der überschüssigen der hergestellten Kugeln vom Betrag oder der Anzahl der Produktion einer unmittelbar vorhergehenden Kugel-Wälzanlage eingestellt, bzw. bemessen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die hergestellten Kugeln, welche die Kerne bilden, der nachfolgenden Kugel-Wälzanlage durch ein Scheide- oder Siebgerät mit veränderlichen Sieboder Rasteröffnungen zugeführt werden und daß diese Sieb- oder Rasteröffnungen derart eingestellt werden, daß sie nur den gewünschten bzw. erforderlichen Betrag oder Zahl von Kugeln entsprechend dem gewünschten Betrag oder Anzahl von Kernen durchlassen und der Kugel-Wälzanlage zuführen.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die fertiggestellten Kugeln von den verbleibenden und in den Wälzteil der gleichen Kugel-Wälzanlage zurückgeführten Kugeln mittels eines Scheide- oder Siebgerätes getrennt werden, das veränderbare Sieboder Rasteröffnungen aufweist und daß die Größe

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dieser veränderbaren Sieb- oder Rasteröffnungen derart eingestellt wird, daß der Fluß der hergestellten Kugeln pro Zeiteinheit auf einen vorbestimmten, im wesentlichen konstanten Wert gehalten, bzw. eingeregelt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Größe der hergestellten Kugeln durch Einstellung des Betrages oder der Zahl der zugeführten Kerne im Verhältnis zu dem Betrag des zugeführten fein verteilten Materiales eingestellt, bzw. eingeregelt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr an Kernen in Abhängigkeit von der eingestellten Größe der Raster- oder Sieböffnungen des Scheide- oder Siebgerätes gesteuert wird.
13. Verfahren nach einem oder mehereren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das feuchte, fein verteilte Material im wesentlichen gleichförmig über die Kerne und die zurückgeführten Kugeln verteilt wird, die sich in der Kugel-Wälzanlage befinden.

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