DE2839264A1

DE2839264A1 - Verfahren zum mahlen und zerkleinern und mahlanlage zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2839264A1
Application number: DE19782839264
Authority: DE
Inventors: Roy Erik Paul Andersson; Jan Anders Bohm
Original assignee: Boliden AB
Current assignee: Boliden AB
Priority date: 1977-09-13
Filing date: 1978-09-09
Publication date: 1979-03-15
Also published as: FI64753C; AU3971878A; ES478642A0; CA1106817A; SE7710256L; DK400378A; DK151293C; AU520335B2; NO144788B; FI64753B; NO144788C; SE418807B; FR2402483A1; US4210290A; PT68537A; ES8201441A1; ES473271A1; NO783082L; JPS6125426B2; ZA785068B

Description

Boliden Aktiebolag Stockholm / Schweden

Verfahren zum Mahlen und Zerkleinern und Mahlanlage zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahlen bzw. Zerkleinern von Materialien in einer Mahlanlage, die eine von einem Motor angetriebene Stabmühle und eine Regeleinrichtung zur Steuerung der Materialzufuhr zur Stabmühle umfaßt. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auch auf eine Mahlanlage zur Durchführung des neuen Verfahrens.

Eine Stabmühle arbeitet gewöhnlich mit einem kontinuierlichen Materiäldurchfluß und wird normalerweise zur Grobzerkleinerung eines Materials benutzt, wobei der

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Mühle gleichzeitig Wasser zugeführt wird. Stabmühlen werden beispielsweise zum Zerkleinern bzw. Mahlen von Erz mit einer Stückgröße von etwa 35 bis 5o mm auf eine Korngröße von etwa 1 bis 3 mm eingesetzt. Eine Stabmühle enthält im wesentlichen eine horizontal gelagerte Drehtrommel mit einer in der einen Stirnwand angeordneten zentralen Beschickungsöffnung für die Zufuhr des zu zerkleinernden bzw. zu mahlenden Materials und einer in der gegenüberliegenden Stirnseite angeordneten Auslaßöffnung für das zerkleinerte Material. Innerhalb der Dreh- bzw. Mahltrommel sind mehrere parallel zueinander liegende und relativ zueinander bewegliche Stäbe angeordnet, die bei drehender Trommel eine zerkleinernde bzw. mahlende Wirkung auf das zu mahlende Material ausüben. Die Dreh- bzw. Mahltrommel ist normalerweise mit sich in Längsrichtung erstreckenden Mitnehmern versehen, wobei die Trommellänge im Vergleich zum Trommeldurchmesser üblicherweise relativ groß ist, so daß die Stäbe im wesentlichen parallel zur Trommelachse und parallel zueinander orientiert bleiben.

Beim Betrieb einer Stabmühle muß sichergestellt sein, daß sogenannte Stabstörungen bzw. Stabhemmungen vermieden werden, d.h. eine EntOrientierung der Stäbe, bei der die Stäbe nicht mehr parallel zueinander liegen sondern eine willkürliche Stellung einnehmen, in der sie sich gegenseitig verklemmen bzw. in ihrer freien Beweglichkeit hemmen, wobei außerdem der Materialdurchfluß durch die Trommel beeinträchtigt wird, so daß ein weiterer Mahlprozeß unmöglich wird, da die Stäbe und das Mahlgut der Trommel in der Drehbewegung folgen. Die Arbeiten zum Entleeren der Dreh- bzw. Mahltrommeln nach einer derartigen Stabentorientierung ist außerordentlich zeitaufwendig

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und mühsam, da die Stäbe aus der Trommel herausgenommen werden müssen und das Material ebenfalls aus der Trommel herausgeschaufelt werden muß, was weitgehend von Hand durchgeführt wird. Wenn die Stabmühle einen Teil einer gesamten bzw. größeren Erzaufbereitungsanlage bildet, kann eine beispielsweise aus einer Stabstörung bzw. -hemmung resultierende Betriebsunterbrechung der Stabmühle dazu führen, daß auch der Stabmühle vorgeschaltete Brechwerke und der Stabmühle nachgeschaltete Anlagen, beispielsweise Kugelmühlen u.dgl., angehalten werden müssen. Eine Stabstörung bzw. Stabhemmung im Sinne der obigen Ausführungen entwickelt sich außerordentlich schnell, gewöhnlich innerhalb eines Zeitraumes von einer Minute. Eine Vorwarnung vor dem Auftreten einer Stabstörung bzw. -hemmung erfolgt dadurch, daß die Mühle anfängt, Stücke von unzerkleinertem oder nur teilweise zerkleinertem Material auszutragen, dem dadurch entgegengewirkt wird, daß die Zufördergeschwindigkeit bzw. Beschickungsgeschwindigkeit zur Mühle normalerweise einreguliert wird, so daß derartige nicht oder nur teilweise zerkleinerten bzw. zermahlenen Stücke nicht aus der Mühle ausgetragen werden. Der Austrag von derartigen nur teilweise zerkleinerten bzw. zermahlenen Materialstücken beginnt lange bevor irgendeine Gefahr einer Stabstörung bzw. Stabhämmung besteht, und auch lange bevor die Mahlkapazität der Mühle vollständig ausgenutzt wird; eine Steuerung bzw. Regelung einer Stabmühle durch Verringerung der Materialzufuhr unmittelbar nach dem Beginn des Austragens von unzerkleinertem Material führt zu einer hohen Wirkungsgradverschlechterung, d.h. einem hohen Durchsatzverlust. Wenn eine spezifische Korngrößenverteilung des zerkleinerten bzw. gemahlenen Materials gefordert wird, kann es notwendig sein, mit einer noch geringeren Beschickungs-

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bzw. Durchsatzrate zu arbeiten, bei der kein unzerkleinertes oder nur teilweise zerkleinertes Material aus der Mühle ausgetragen wird.

Wenn die Stabmühle einen Teil einer Aufbereitungsanlage mit der Stabmühle vorgeschalteten Brecherstufen und der Stabmühle nachgeschalteten Mahlanlagen, beispielsweise Kugelmühlen, bildet, ist die Korngrößenverteilung des innerhalb der Stabmühle zerkleinerten Materiales nicht besonders kritisch, da beispielsweise eine Kugelmühle auch ausgezeichnet zur Zerkleinerung bzw. zum Mahlen von Material geeignet ist, welches ein verhältnismäßig breites Korngrößenverteilungssprektrum hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Steur- bzw. Regelsystem für eine Mahlanlage zu schaffen, die eine von einem Motor angetriebene Stabmühle und eine Regeleinrichtung zur Steuerung der Materialzufuhr umfaßt. Die Regelung bzw. Steuerung soll dabei insbesondere in einer solchen Weise möglich sein, daß ohne Gefahr des Auftretens einer Stabstörung bzw. -eämmung ein hoher Materialdurchsatz möglich ist, der den mit den üblichen Regelungs- bzw. Steuerungstechniken dieser Art erreichbaren Durchsatz beträchtlich übersteigt.

Zur Lösung der Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialzufuhr in einer solchen Weise steuert,, daß die Leistungsaufnahme des die Stabmühle antreibenden Motors innerhalb eines Bereiches gehalten wird, der die Leistungsaufnahme des Motors bei Beginn bzv/_o beim Auftreten einer Stabstörung bzw. -hemmung um etwa ο„5 bis 2 % übersteigt. Indem man sur Steuerung bsxi?» Regelung einen

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kleinen nach unten abfallenden Bereich der Leistungsaufnahmekurve des Motors verwendet, welcher Kurvenbereich fortgesetzt ist durch einen im wesentlichen horizontalverlaufenden Kurvenbereich, der für Steuer- bzw. Regelzwecke nicht verwendbar ist und an den sich ein im wesentlichen nach unten abfallender weiterer Kurvenbereich anschließt, wird eine zuverlässige Steuerung bzw. Regelung des Mahlprozesses erreicht, wobei die Mahlkapazität der Stabmühle praktisch in maximalem Umfang ausgenutzt wird. Wenn auch ein kleinerer Anteil des der Stabmühle zugeführten Materiales diese ohne Zerkleinerung oder Zermahlung oder in einem nur teilweise zerkleinerten Umfang passiert, so daß dieses Material nochmals zerkleinert bzw. zermahlen werden muß, ist dieser Nachteil klein im Vergleich zu dem Vorteil, der dadurch erreicht wird, daß man die Stabmühle praktisch konstant mit einem im wesentlichen maximalen Durchsatz betreiben kann, wobei zerkleinertes bzw. gemahlenes Material erhalten wird, welches ausgezeichnet für weitere Mahlprozesse beispxelsweise in einer Kugelmühle o.dgl. geeignet ist. Praktische in großtechtischem Umfang durchgeführte Versuche haben gezeigt, daß eine Durchsatz- bzw. Kapazitätserhöhung in der Größenordnung von mindestens 2o bis 25 % erreicht werden kann.

Der genaue Wert der Leistungsaufnahme bzw. des Leistungsverbrauchs des die Stabmühle antreibenden Motors beim Auftreten einer Stabstörung bzw. Stabhemmung kann in jedem gegebenen Fall dadurch erhalten werden, daß man in Kombination einerseits genau die Leistungsaufnahme mißt und andererseits den Mahlprozeß beobachtet.

Die erfindungsgemäße Mahlanlage mit einer von einem Motor angetriebenen Stabmühle, einem Meßgerät zum Messen

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der Leistungsaufnahme des Motors und mit einer Regeleinrichtung zur Steuerung der Materialzufuhr zur Stabmühle ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Regler aufweist, der in Abhängigkeit von der gemessenen Motorleistungsaufnahme arbeitet und der zur Steuerung der Materialzufuhrregeleinrichtung in einer solchen Weise dient, daß die Leistungsaufnahme des Motors innerhalb eines Bereiches gehalten wird, der die Leistungsaufnahme des Motors bei Beginn bzw. beim Auftreten einer Stabstörung bzw. -hämmung um etwa o,5 bis 2 % übersteigt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben, wobei sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung aus der folgenden Beschreibung ergeben. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung eine Mahlanlage mit einer bevorzugten jedoch beispielhaften Ausführungsform der Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist schematisch eine Stabmühle 1 dargestellt, die für die Naßmahlung vorgesehen ist und von einem Motor 2 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Stabmühle 1 hat eine Beschickungsöffnung 3 für das Material 6, das aus einem Speisetrichter 7 über Endlosförderer 4 und 5 zugeführt wird. Die Stabmühle 1 ist weiterhin mit einer Auslaßöffnung 8 für das gemahlene Material 9 versehen, das mittels der Rutsche 1o weggefördert wird. Von den beiden Endlosförderern ist mindestens der Endlosförderer 5 hinsichtlich der Laufgeschwindigkeit regulierbar und bildet gleichzeitig in an sich bekannter Weise eine Wiegevorrichtung, von der das der Stabmühle 1 zugeführte Material 6 kontinuierlich gewogen wird, so daß die der Stabmühle je Zeiteinheit

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zugeführte Materialmenge auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden kann.

Ein Signalumformer 11 dient dazu, ein von dem Motor 2 kommendes Signal, welches für die Leistungsaufnahme des Motors repräsentativ ist, in ein Steuersignal umzuwandeln, welches der Leistungsaufnahme entspricht und zur Steuerung eines Reglers 12 dient. Mit dem Signalumformer 11 arbeitet ein Dämpfungsglied 13 zusammen, durch das momentane bzw. kuzzeitige Schwankungen des von dem Signalumformer 11 abgegebenen Steuersignals verhindert werden sollen. Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt der Signalumformer 11 ein Empfängerglied 14, daß das von dem Motor 2 stammende und in dem Dämpfungsglied 13 gedämpfte Signal empfängt, und das einer ebenfalls einen Teil des Signalumformers 11 bildenden Filter- und Verstärkerstufe 15 ein Signal zuführt, das der Leistungsaufnahme bzw. dem Energieverbrauch proportional ist und beispielsweise in Form eines elektrischen Stromes oder einer Spannung vorliegt ι diese Stufe 15 ist so gestaltet (, daß sie nur den Teil des von dem Enipfängerglied 14 kommenden Signals passieren läßt,? der dem oberen Leistungsaufnahmebereich des Motors 2 entspricht„ In dieser Pilterunä Verstärkerstufe 15 wird dieser Teil des Signals in einer solchen Weise verstärkt _s daß Veränderungen der Leistungsabgabe des Motors sich von dem an den Regler 12 angelegten Steuersignal deutlich werden» Das Dämpfungsglied 13 braucht nicht dem Signalumformer 11 vorgeschaltet zu sein? es kann auch vor oder hinter der Verstärkerstufe 15 liegen,,

Der Regler 12 steuert bzw» Regelt den die Waage bildenden Endlosförderer 5 über einen zweiten Regler 1S_O Der Regler 12 ist so einstellbar, daß er an den Regler 16 ein Steuersignal in Abhängigkeit von der Abweichung des von Signalumformer 11 kommenden Signales von einem

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bestimmten Sollwert für die Leistungsaufnahme des Motors 2 sendet, wobei dieser Sollwert durch Abstimmung des Reglers 12 eingestellt werden kann. Dieser Sollwert liegt zwischen o,5 und 2% über der ausgelegten Leistungsaufnahme des Motors beim Auftreten einer Stabhemmung bzw. Stabstörung. Das Auftreten derartiger Abweichungen von dem Sollwert hängt hauptsächlich von Veränderungen der Vermahlbarkeit des der Stabmühle 1 zugeführten Materiales 6 ab. Für den Regler 16 ist ein veränderbarer Anfangssollwert eingestellt, der der vorgesehenen Gewichtsmenge des Materials 6 entspricht, welches von dem Wiege-Endlosförderer 5 je Zeiteinheit zugeliefert wird; diese erwünschte Materialmenge entspricht dem im Bereich des Reglers 12 eingestellten Sollwertes , wobei der Regler 16 in einer solchen Weise ausgelegt ist, daß er dann, wenn die Leistungsaufnahme gleich dem Sollwert des Reglers 12 ist, die Laufgeschwindigkeit des Endlosförderers 5 in Abhängigkeit von den von dem Wiege-Endlosförderer 5 erfaßten Gewichtsveränderungen erhöht oder herabsetzt, so daß die Materialzufuhr dem am Regler 12 eingestellten Sollwert entspricht, und zwar unabhängig von irgendwelchen Veränderungen der aus dem Speisetrichter 7 zugeführten Materialmenge„ Das von dem Regler 12 kommende Steuersignal dient dazu, auf die Sollwerteinstellung des Reglers 16 in einer soeben Weise einzuwirken, daß der ursprünglich am Segler 16 eingestellte Soliwert in bestimmten einstellbaren. Verhältnissen in Abhängigkeit von Änderungen des von dsia Regler 12 empfangenen Steuersignals veränderlich ist, se daß die Leistungsaufnahme im wesentlichen konstant gehalten wird, iaesHi der Sollwert für die Materialzufuhr zur Mühle proportional znz Zunahme der Leistungsaufnahme des Motors erhöht wiirä hs,i-j_o proportional zu einer Abnahme der Ls is tongs auf η alias verringert wird»

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Um gegen das Auftreten einer voll entwickelten Stabstörung bzw. Stabhemmung gesichert zu sein, und auch um eine einfache Einrichtung zu schaffen, um die Leistungsaufnahme des Motors 2 zu bestimmen, wenn eine Stabstörung bzw. Stabhemmung anfängt sich zu entwickeln, enthält die Mahlanlage auch ein System, um die Materialzufuhr zur Mühle vollständig zu unterbinden. Dieses System kann so arbeiben, daß automatisch die Materialzufuhr unterbrochen wird, wenn die Leistungsaufnahme plötzlich beispielsweise auf einen Wert abnimmt, der zwischen 2 bis 3 % unter dem am Regler 12 eingestellten Sollwert liegt. Auf diese Weise wird der Endlosförderer 4 ebenfalls angehalten, wie es durch die Linie 17 angedeutet ist, wobei der Stabmühle jedoch weiter ausreichend viel Wasser zugeführt wird, um den Austrag des überschüssigen Materiales aus der Stabmühle zu erleichtern.

Wenn der Gegenstand der Erfindung zum Naßmahlen von Kupfererz verwendet wird, welches eine mittlere Korngröße von etwa 4ο mm hat, und zwar in Verbindung mit einer Stabmühle, der Motor eine ausgelegte maximale Leistungsaufnahme von 6oo kW hat, wurde in einem Leistungsumformer, der in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme arbeitet, ein dieser Leistungsaufnahme proportionales Signal erzeugt, das von ο bis 2o mA bei einer Veränderung der Leistungsaufnahme von ο bis 6oo kW variierte. Momentane bzw. kurzzeitige Amplitudenschwankungen des Signals wurden zu Dämpfungszwecken in einem Filter ausgefiltert. Von diesem gedämpften Signal wurde der über 16 mA liegende Signalbereich zur Bildung eines Steuersignals verstärkt, das von ο bis 2o mA in Abhängigkeit von Veränderungen der Leistungsaufnahme des Motors von 48o bis 6oo kW variierte. Dieses Steuersignal wurde dazu

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verwendet, einen ersten PI-Regler (proportional integrierender Regler) zu steuern, der in der in Verbindung mit dem Regler 12 beschriebenen Weise benutzt wurde, um einen weiteren PI-Regler in der Weise zu steuern, wie es unter Bezugnahme auf den Regler 16 beschrieben worden ist. Beim Betrieb der Mühle wurde der erste PI-Regler auf einen Sollwert für die Leistungsaufnahme des Motors von 556 kW eingestellt, wobei die Erzzufuhr während des automatisch gesteuerten Betriebes der Mühle einen Mittelwert von 26o t/Std. erreichte. Die Leistungsaufnahme des Motors bei Beginn einer Stabstörung bzw. Stabhemmung war auf 552 kW Leistungsaufnahme und einer Erzzufuhr von 27o t/Std. eingerichtet. Beim Betrieb der gleichen Mühle unter üblichen Bedingungen ohne die erfindungsgemäße Steuerung der Mühle betrug der mittlere Erzdurchsatz 186 t/Std., wobei ein maximaler Erzdurchsatz von 22o t/Std. nur dann erreicht werden konnte, wenn die Mühle konstant überwacht wurde.

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Mahlen bzw. Zerkleinern von grobstückigen Materialien innerhalb einer Mahlanlage, die eine von einem Motor angetriebene Stabmühle und eine Regeleinrichtung zur Steuerung der Materialzufuhr zu der Stabmühle umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialzufuhr in einer solchen Weise steuert, daß die Leistungsaufnahme des die Stabmühle antreibenden Motors innerhalb eines Bereiches gehalten wird, der die Leistungsaufnahme des Motors bei Beginn bzw. beim Auftreten einer Stabstörung bzw. -hemmung um etwa o,5 bis 2% übersteigt.
2. Mahlanlage mit einer von einem Motor angetriebenen Stabmühle, einem Meßgerät zum Messen der Leistungsaufnahme des Motors und mit einer Regeleinrichtung zur Steuerung der Materialzufuhr zur Stabmühle, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Regler (12) aufweist, der in Abhängigkeit von der gemessenen Motorleistungsaufnahme arbeitet und der zur Steuerung der Materialzufuhrregeleinrichtung in einer solchen Weise dient, daß die Leistungsaufnahme des Motors

(2) innerhalb eines Bereiches gehalten wird, der die Leistungsaufnahme des Motors (2) bei Beginn bzw. beim Auftreten einer Stabstörung bzw. -hemmung um etwa o,5 bis 2 % übersteigt.
3. Mahlanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Signalumformer (11) zum Erfassen eines der Leistungsaufnahme des Motors (2) entsprechenden Signals und zur Umwandlung dieses Signales in ein entsprechendes Steuersignal für den Regler (12) um-

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faßt, der Glieder enthält, um an die Materialzufuhrregeleinrichtung ein Steuersignal zu senden, wenn dieses Steuersignal von einem Signal abweicht, welches einem Sollwert entspricht, der innerhalb des oben genannten Leistungsaufnahmebereichs liegt.
4. Mahlanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalumformer (11) derart gestaltet ist, daß er ein Steuersignal abgibt, welches nur dem oberen Leistungsaufnahmebereich des Motors 2 entspricht.
5. Mahlanlage nach Anspruch 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Dämpfungsglied (13) umfaßt, um momentane bzw. kurzzeitige Schwankungen des von dem Signalumformers (11) abgegebenen Steuersignales zu verhindern.

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