DE3535406A1 - Method and system for comminuting material for grinding - Google Patents
Method and system for comminuting material for grindingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method accordingly the preamble of claim 1 and an attachment to carry out this procedure.
Die Fein- und Feinstzerkleinerung von Mahlgut mit sprödem Stoffverhalten im Spalt zweier mit hoher Mahlkraft gegeneinander gepreßter Walzen ist beispielsweise durch die DE-B 27 08 053 bekannt. Das Mahlgut erfährt dabei im Walzenspalt eine Gutbettzerkleinerung. Wird das Mahlgut mit einer Korngröße aufgegeben, die größer als die Walzenspaltweite ist, so erfährt das Gut bei dem Durchtritt durch den Walzenspalt zunächst eine Einzelkornzerkleinerung und unmittelbar anschließend eine Gutbettzerkleinerung.The fine and ultra-fine grinding of regrind with brittle behavior in the gap between two with high For example, grinding force of rollers pressed against one another known from DE-B 27 08 053. The The regrind undergoes comminution in the roller nip. Will the regrind with a grain size abandoned that is larger than the nip width is, the goods experience when they pass through through the roller gap, first of all a single grain size reduction and immediately afterwards one Good bed crushing.
Beim Zerkleinern von Mahlgut mittels einer solchen Gutbett-Walzenmühle stellt man nun fest, daß sich bei Schwankungen in der Beschaffenheit des Mahlgutes Änderungen des Durchsatzes und damit auch Änderungen in der Mahlwirkung ergeben.When crushing regrind using one Gutbett roll mill you can now see that with fluctuations in the quality of the ground material Changes in throughput and therefore also Changes in the grinding effect result.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art so auszubilden, daß auch bei Schwankungen in der Beschaffenheit des Mahlgutes ein gleichbleibender Durchsatz und eine gleichbleibende Mahlwirkung erreicht wird. The invention is therefore based on the object a method in the preamble of claim 1 assumed kind so that also at Fluctuations in the quality of the ground material a constant throughput and a constant Grinding effect is achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing Feature of claim 1 solved.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Appropriate configurations of the invention are Subject of the subclaims.
Soweit im folgenden bei der Erläuterung der Erfindung Formelzeichen Verwendung finden, wird auf die am Ende der Beschreibung befindliche Zusammenstellung und Erläuterung der verwendeten Formelzeichen sowie auf die schematische Darstellung in Fig. 1 Bezug genommen.Insofar as formula symbols are used in the explanation of the invention below, reference is made to the compilation and explanation of the formula symbols used at the end of the description and to the schematic illustration in FIG. 1.
Der Durchsatz steht mit der Walzenspaltweite (bzw. Schülpenstärke) s, der Walzenspaltlänge L, der Umfangsgeschwindigkeit u und der Schülpendichte π in folgendem Zusammenhang:The throughput stands with the nip width (or shoulder thickness)s, the nip lengthL, the peripheral speedu and the school density π in the following context:
Um von der jeweiligen Maschinengröße unabhängig zu sein, ist es für eine allgemeine Betrachtung zweckmäßig, spezifische Größen einzuführen.To be independent of the respective machine size it is for general consideration expedient to introduce specific sizes.
Der spezifische Durchsatz läßt sich wie folgt definieren: The specific throughput can be as follows define:
Aus den Gleichungen (1) und (2) erhält man From equations (1) and (2) one obtains
Die relative Schülpenstärke σ ist wie folgt definiert: The relative shoulder thickness σ is defined as follows:
Aus den Gleichungen (3) und (4) läßt sich ableiten:The following can be derived from equations (3) and (4):
Schließlich sei noch die spezifische Mahlkraft ϕ wie folgt definiert: Finally, the specific grinding force ϕ is defined as follows:
Bei den der Erfindung zugrundeliegenden umfangreichen Versuchen mit den verschiedensten Materialien (Klinker, Hüttensand, Zementrohmaterial, verschiedene Erze, Kohle) unter Benutzung von Gutbett- Walzenmühlen der Industriegröße (D = 1,0 m) und der Laborgröße (D = 0,2 m) wurden u. a. folgende Erkenntnisse gewonnen:In the extensive tests on which the invention is based, using a wide variety of materials (clinker, blastfurnace slag, cement raw material, various ores, coal) using well-bed roller mills of industrial size ( D = 1.0 m) and laboratory size ( D = 0.2 m) the following knowledge was obtained:
- Unter gleichen geometrischen und betrieblichen Bedingungen ändert sich der spezifische Durchsatz in Abhängigkeit vom Mahlgut in einem weiten Bereich. - Under the same geometric and operational Conditions, the specific throughput changes depending on the regrind in one wide area.
- Beim gleichen Mahlgut ändert sich der spezifische Durchsatz mit der Breite B des Füllschachtes. - The specific changes for the same regrind Throughput with the widthB of the filling shaft.
- Ähnliche Auswirkungen auf den spezifischen Durchsatz hat auch die Höhe H der auf den Walzen lastenden Materialsäule (d. h. die Füllstandshöhe). Dieser Einfluß nimmt jedoch mit zunehmendem H ab.- Similar effects on the specific Throughput also has the heightH the one on the Rolling material column (i.e. the level). However, this influence is taking away increasingH from.
Bezeichnet man mit Γ einen Faktor, der die Gesamtheit der Wechselwirkung zwischen Mahlgut und Walzen kennzeichnet (der somit vor allem bestimmt wird durch die Reibung zwischen Mahlgut und Walzenoberfläche sowie durch die Reibung im Mahlgut), so lassen sich die vorstehend genannten, empirisch gefundenen Abhängigkeiten durch folgende Beziehung ausdrücken:If Γ denotes a factor that characterizes the total interaction between the regrind and the rollers (which is thus primarily determined by the friction between the regrind and the roller surface and by the friction in the regrind), the above-mentioned empirically found dependencies can be understood express the following relationship:
Weiterhin wurde gefunden, daß der Feingutfaktor f * (d. h. der Anteil des Feingutes nach der Mühle, bezogen auf die Menge des Aufgabegutes) von der massenbezogenen Energie W M abhängt:It was also found that the fines factor f * (ie the proportion of the fines after the mill, based on the quantity of the feed material) depends on the mass-related energy W M :
Es wurde ferner ermittelt, daß die massenbezogene Energie W M vom Verhältnis zwischen der spezifischen Mahlkraft ϕ und der relativen Schülpenstärke σ abhängt: It was also determined that the mass-related energy W M depends on the ratio between the specific grinding force ϕ and the relative flake strength σ :
Aus den Gleichungen (4), (6) und (9) läßt sich damit ableiten: It can be derived from equations (4), (6) and (9):
Aus den Gleichungen (8) und (10) folgt: From equations (8) and (10) it follows:
Aus Gleichung (11) ergibt sich damit, daß zur Konstanthaltung der Mahlwirkung, d. h. zur Konstanthaltung des Feingutfaktors f *, das Verhältnis zwischen der Mahlkraft F und der Walzenspaltweite s konstantgehalten werden muß. From equation (11) it follows that in order to keep the grinding action constant, ie to keep the fines factor f * constant, the ratio between the grinding force F and the roll gap width s must be kept constant.
Aus verschiedenen Gründen ist es nun zweckmäßig, die Mahlkraft F und damit auch das Antriebsmoment und die Antriebsleistung konstantzuhalten. Dies führt zu der erfindungsgemäßen Forderung, die Walzenspaltweite s konstantzuhalten.For various reasons, it is now expedient to keep the grinding force F and thus also the drive torque and the drive power constant. This leads to the requirement according to the invention to keep the roll gap width s constant.
Wie dies zu realisieren ist, ergibt sich aus den Gleichungen (3) und (7): Aus Gleichung (3) erkennt man die Proportionalität zwischen s und :How this is to be achieved follows from the Equations (3) and (7): Recognized from equation (3) one the proportionality betweens and :
Die Forderung, die Walzenspaltweite s konstantzuhalten, ist also gleichbedeutend mit der Forderung, den spezifischen Durchsatz konstantzuhalten.The requirement, the nip widths to keep constant is synonymous with the requirement the specific throughput to keep constant.
Aus Gleichung (7) erkennt man, daß diese Konstanthaltung von bei veränderlichem Mahlgut (d. h. bei Schwankung von Γ) durch Änderung von B und/oder H erfolgen kann.It can be seen from equation (7) that this keeping constant from with variable regrind (i.e. with fluctuation ofΓ) by changingB and orH can be done.
Die erfindungsgemäße Lehre besteht deshalb darin, bei Konstanthaltung von Walzenumfangsgeschwindigkeit u und Mahlkraft F die Walzenspaltweite s (und damit auch den spezifischen Durchsatz ) durch Regelung der im Walzeneinzugsbereich wirksamen Materialaufgabebreite B und/oder der Höhe H der auf den Walzen lastenden Materialsäule konstantzuhalten. The teaching according to the invention therefore consists in with constant roller circumferential speed u and grinding powerF the nip widths (and thus also the specific throughput ) by controlling the effective in the roll feed area Material feed widthB and / or the heightH to keep the material column on the rollers constant.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung kann dies dadurch erfolgen, daß bei Konstanthaltung von u, F und H die Walzenspaltweite s ausschließlich durch Regelung der im Walzeneinzugsbereich wirksamen Materialaufgabebreite B konstantgehalten wird.According to a first variant of the invention, this can be done by keeping the roll gap width s constant by regulating the material feed width B which is effective in the roll feed range, while keeping u , F and H constant.
Eine zweite Variante besteht darin, daß bei Konstanthaltung von u, F und B die Walzenspaltweite s ausschließlich durch Regelung der Höhe H der Materialsäule im Füllschacht konstantgehalten wird.A second variant consists of keeping the nip width s constant by regulating the height H of the material column in the filling shaft while keeping u , F and B constant.
Eine dritte Variante der Erfindung sieht vor, bei Konstanthaltung von u und F die Walzenspaltweite s zunächst durch Regelung der Höhe H im Aufgabeschacht und erst beim Überschreiten des zulässigen Verstellbereiches von H durch Regelung der wirksamen Materialaufgabebreite B konstantzuhalten.A third variant of the invention, the roll gap s hold constant at constant u and F initially by controlling the height H in the feed chute and only on exceeding the allowable adjustment range of H by controlling the effective material feed width B.
Eine vierte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht schließlich vor, bei Konstanthaltung von u und F die Walzenspaltweite s zunächst durch Regelung der wirksamen Materialaufgabebreite B und erst beim Überschreiten des zulässigen Verstellbereiches von B durch Regelung der Höhe H im Aufgabeschacht konstantzuhalten.Finally, a fourth variant of the method according to the invention provides for keeping the nip width s constant by regulating the effective material feed width B and only when the permissible adjustment range of B is exceeded by regulating the height H in the feed shaft if u and F are kept constant.
Nun wird im allgemeinen die Höhe H der auf den Walzen lastenden Materialsäule durch Regelung der Mahlgutzufuhr konstantgehalten. Zur Konstanthaltung der Walzenspaltweite s wird in diesem Falle der Sollwert der Höhe H geregelt.Now in general the height H of the material column on the rollers is kept constant by regulating the supply of regrind. In this case, the setpoint value for the height H is regulated to keep the roll gap width s constant.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn einer im Durchlauf betriebenen Walzenmühle ein stark veränderliches Mahlgut zugeführt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist demzufolge auch dann vorteilhaft, wenn der Gutbett-Walzenmühle außer dem frischen Mahlgut ein mehr oder weniger schwankender Grießstrom zugeleitet wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich schließlich auch Schwankungen des Mahlgutes ausgleichen, die in einer Anfahrphase sowie in Übergangsphasen bei Qualitäts- oder Mahlgutwechsel auftreten.The method according to the invention can be advantageous be used if one is operated continuously Roller mill a highly variable Grist is fed. The invention The method is therefore also advantageous when the good bed roller mill besides the fresh one Regrind a more or less fluctuating flow of semolina is forwarded. With the invention Finally, fluctuations can also be followed compensate for the regrind in a Start-up phase and in transition phases with quality or grist change occur.
Zur Erläuterung der Erfindung sind in Fig. 1 einige der bereits in den Gleichungen verwendeten Bezugsmaße dargestellt. Die Fig. 2 und 3 zeigen in schematischer Form konstruktive Möglichkeiten zur Änderung der wirksamen Materialaufgabebreite B.To explain the invention, FIG. 1 shows some of the reference dimensions already used in the equations. Figs. 2 and 3 show in schematic form constructive options for changing the effective material width B task.
Die in Fig. 2 schematisch dargestellte Mahlanlage enthält zwei unter Bildung eines Walzenspaltes nebeneinander angeordnete, mit hoher Mahlkraft gegeneinander gepreßte Walzen 1, 2, von denen die Walze 1 als Festwalze und die Walze 2 als Loswalze ausgebildet ist. Die Loswalze 2 ist in Richtung auf die Festwalze 1 beweglich gelagert. Der Verstellweg der Walze 2 und damit die Walzenspaltweite s (vgl. Fig. 1) wird durch einen Wegaufnehmer 3 erfaßt. The grinding system shown schematically in FIG. 2 contains two rollers 1, 2 arranged side by side to form a roller gap and pressed against one another with high grinding force, of which roller 1 is designed as a fixed roller and roller 2 as a loose roller. The loose roller 2 is movably mounted in the direction of the fixed roller 1 . The displacement of the roller 2 and thus the nip width s (see FIG. 1) is detected by a displacement sensor 3 .
Über dem Walzenspalt ist ein Füllschacht 4 angeordnet, der zur Zuführung des Mahlgutes dient. Am anderen Ende des Füllschachtes 4 befinden sich Abdeckungen 5, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 als geradlinig, tangential zum Walzenumfang verstellbare Schieber ausgebildet sind. Die Verstellung der Abdeckungen 5 erfolgt über Betätigungseinrichtungen 6, die von einem Regler 7 gesteuert werden.A filling chute 4 is arranged above the nip and serves to feed the ground material. At the other end of the filling chute 4 there are covers 5 which, in the exemplary embodiment according to FIG. 2, are designed as rectilinear slides that are tangential to the circumference of the roll. The covers 5 are adjusted via actuating devices 6 , which are controlled by a controller 7 .
Der lichte Abstand zwischen den Abdeckungen 5 bestimmt die wirksame Materialaufgabebreite B.The clear distance between the covers 5 determines the effective material feed width B.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die wirksame Materialaufgabebreite B durch Abdeckungen 5′ bestimmt, die um Achsen 8 schwenkbar und zugleich in Längsrichtung der Abdeckungen 5′ verschiebbar sind (Pfeile 9).In the embodiment shown in Fig. 3, the effective material feed width B is determined by covers 5 ' which are pivotable about axes 8 and at the same time in the longitudinal direction of the covers 5' are displaceable (arrows 9 ).
Die Verstellung der Abdeckungen 5′ erfolgt auch hier über Betätigungseinrichtungen 6, die von einem Regler 7 gesteuert werden, der ein dem Istwert der Walzenspaltweite s entsprechendes Signal vom Wegaufnehmer 3 erhält.The adjustment of the covers 5 ' is also carried out here via actuators 6 , which are controlled by a controller 7 , which receives a signal corresponding to the actual value of the nip width s from the displacement sensor 3 .
Zusammenstellung und Erläuterung der verwendeten Formelzeichen:Compilation and explanation of the used Formula symbols:
-
Durchsatz [t/h]DurchmesserD [m; mm]WalzenspaltlängeL [m; mm]Umfangsgeschwindigkeitu [m/s]LeistungP [kW]MahlkraftF [kN]
Walzenspaltweite bzw.Schülpenstärkes [mm]Schülpendichteπ [t/m3]wirksame MaterialaufgabebreiteB [m; mm]
Füllstandshöhe im
Aufgabeschacht (bezogen
auf die horizontaleMittelebene der Walzen)H [m, mm]
Feingutfaktor (Anteil des
Feingutes nach der Mühle,
bezogen auf die Menge desAufgabegutes)f *
Faktor zur Kennzeichnung der
Gesamtheit der Wechselwirkungzwischen Mahlgut und WalzenΓ Spezifische Mahlkraftϕ [kN/mm2]Relative Schülpenstärkeσ Throughput [t / h] diameterD[m; mm] nip lengthL[m; mm] peripheral speedu[m / s] performanceP[kW] grinding forceF[kN]
Nip width or slug thicknesss[mm] pupil densityπ[t / m3rd] effective material feed widthB[m; mm]
Level in
Feed chute (related
to the horizontal center plane of the rollers)H[m, mm]
Fines factor (share of
Fine goods after the mill,
based on the amount of the feed)f *
Factor to identify the
Total interaction between the regrind and the rollerΓ Specific grinding powerϕ[kN / mm2nd] Relative shoulder thicknessσ
Claims (9)
a) zwei unter Bildung eines Walzenspaltes nebeneinander angeordnete, mit hoher Mahlkraft gegeneinander gepreßte Walzen (1, 2), von denen wenigstens eine Walze (2) in Richtung auf die andere Walze (1) beweglich gelagert ist,
b) einen über dem Walzenspalt angeordneten Füllschacht (4) zur Zuführung des Mahlgutes,
gekennzeichnet durch
c) Wegaufnehmer (3) zur Bestimmung der jeweiligen Walzenspaltweite (s),
d) einen Regler (7) zum Vergleich des Istwertes der Walzenspaltweite (s) mit einem Sollwert sowie zur Erzeugung eines Fehlersignales,
e) in Abhängigkeit vom Fehlersignal gesteuerte Einrichtungen (5, 5′) zur Änderung der im Walzeneinzugsbereich wirksamen Materialaufgabebreite (B) und/oder der Höhe (H) der auf den Walzen lastenden Materialsäule.7. Grinding plant for performing the method according to claim 1, containing
a) two rollers ( 1, 2 ) arranged side by side to form a roller gap and pressed against one another with high grinding force, of which at least one roller ( 2 ) is movably mounted in the direction of the other roller ( 1 ),
b) a filling shaft ( 4 ) arranged above the roll nip for feeding the ground material,
marked by
c) displacement sensor ( 3 ) for determining the respective roll gap width ( s ),
d) a controller ( 7 ) for comparing the actual value of the roll gap width ( s ) with a target value and for generating an error signal,
e) as a function of the error signal controlled devices ( 5, 5 ' ) for changing the material feed width ( B ) effective in the roll feed area and / or the height ( H ) of the material column loading on the rolls.
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