DE3815217C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerkleinerung von sprödem trockenem Mahlgut, wie z. B. Zementklinker, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 26 20 463 bekannt, wobei jedoch dort das Verfahren mit einem Trocknungsprozeß kombiniert ist.

Das bekannte Verfahren arbeitet auf der ersten Zerkleinerungsstufe mittels einer Prallhammermühle. In diese Prallhammermühle wird einerseits von oben das zu zerkleinernde Mahlgut aufgegeben und andererseits wird im oberen Bereich der Prallhammermühle das Trocknungsgas durch die Mühle hindurchgeführt. Die Trocknungsgasführung in der mit einem geschlossenen Boden ausgestatteten Prallhammermühle hat hierbei den Zweck, einerseits eine möglichst gute Trocknung vorzunehmen und andererseits als Austragsmedium für das Feingut zu dienen.

Der Verfahrensschritt in dieser ersten Zerkleinerungsstufe ist daher beim bekannten Verfahren im Hinblick auf das Trocknungsgas und die Austragung aller auf dieser ersten Stufe zerkleinerten Partikel durch den Gasstrom relativ energieaufwendig. Zudem tritt hinzu, daß die rotierenden Hämmer einem erheblichen Verschleiß unterliegen, da die Zerkleinerung des zugeführten Mahlgutes nahezu ausschließlich durch den Aufprall an den rotierenden Hämmern erfolgt.

Der Prallhammermühle des bekannten Verfahrens ist direkt ein Luftstromsichter nachgeschaltet, um das Feingut aus dem Zer­ kleinerungskreislauf ausleiten zu können. Erst das den Sichter verlassende Grobgut wird dann einer Rohrmühle als zweite Zerkleinerungsstufe zugeführt.

Ein anderes Zerkleinerungsverfahren für trockenes Mahlgut ist in der DE 36 09 229 A1 beschrieben. Diesem Verfahren liegt die Zielvorstellung zugrunde, ein Zerkleinerungsverfahren, wie es in der EP 00 84 383 A1 zu einer Einzelkorn- und Gutbettzerkleinerung beschrieben ist, zu verbessern. Diese Verbesserung besteht vor allen Dingen darin, daß man die nach der Gutbett­ zerkleinerung vorhandenen Mahlgutagglomerate einer Auflösung zuführt. Hierdurch wird angestrebt, den in den Agglomeraten enthaltenen Feingutanteil mittels eines Sichtvorgangs bereits zu entfernen, damit der Gesamtprozeß unter Einbeziehung der nachgeschalteten weiteren Zerkleinerung wirtschaftlicher ge­ staltet werden kann.

Die für die gleichzeitige Einzelkorn- und Gutbettzerkleinerung üblicherweise eingesetzten Gutbett-Walzenmühlen haben zwar den Vorteil, daß damit relativ feinkörnig gemahlen werden kann und Mahlgutpartikel <2 mm möglich sind. Neben dem vorausgehend bereits genannten Nachteil der Agglomeration erscheint noch gravierender die Tatsache, daß auch gröbere Mahlgutteilchen die Gutbett-Walzenmühle passieren können. Zudem erfordert eine Gutbett-Walzenmühle im Vergleich zu anderen Mühlen oder Brechern einen relativ hohen Investitions­ aufwand.

Die die Gutbett-Walzenmühle passierenden Grobteilchen machen es jedoch erforderlich, daß z. B. die nachgeschaltete Zerkleinerung mittels einer Schwerkraftmühle und insbesondere einer Rohrmühle, auch mit Mahlkörpern von relativ großem Durchmesser ausgestattet werden muß. Große Stahlkugeln sind somit zwangsweise auch durch die eine Gutbett-Walzenmühle passierenden groben Teilchen erforderlich. Hinzu tritt, daß man bei einer der Gutbett-Walzenmühle bisher nachgeschalteten Rohrmühle mit Füllungsgraden im Bereich von 30% gearbeitet hat. Dies vor allen Dingen deshalb, weil bei einer Absenkung des Füllungsgrades auf z. B. 20% die Gefahr besteht, daß die relativ großen Stahlkugeln bei einem derartigen geringen Füllungsgrad bzw. Mahlspiegel die Mantelpanzerplatten sowie die Schlitz- und Stirnwandplatten zerschlagen.

Diese nachteiligen Aspekte der Arbeitsweise der Gutbett- Walzenmühle und der erforderlichen Mahlkörpergröße führen dazu, daß auch unter Berücksichtigung des Füllungsgrades im Hinblick auf den Gesamtenergieverbrauch ein vergleichsweise schlechter Wirkungsgrad, wie bei bekannten Anlagen, erzielt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so auszulegen, daß zum einen der spezifische Energiebedarf für eine bestimmte Mahlgutmenge verbessert wird und weiterhin die Gesamtwirtschaftlichkeit durch eine starke Verringerung der Investitionskosten erheblich erhöht wird, wobei zudem eine flexible Auslegungsmöglichkeit des Verfahrens gegeben sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, den ersten Zerkleinerungsvorgang des Mahlgutes nicht mit einer einem starken Verschleiß ausgesetzten Prallhammermühle oder mit einer relativ teueren Gutbett-Walzenmühle durchzuführen, sondern mit einem Schleuderbrecher als Vor­ brecher.

Mit dem Einsatz eines Schleuderbrechers in der ersten Zer­ kleinerungsstufe setzt man daher einen investitionsgünstigen Brecher mit einem nur geringfügigen Verschleiß an den Schleuderkanten ein. Hierbei kann der Austausch der entsprechenden Schleuderkanten relativ einfach und kostengünstig durchgeführt werden. Dieser relativ niedrige Verschleiß ist vor allen Dingen darauf zurückzuführen, daß der Zerkleinerungsprozeß des Mahlgutes im Schleuderbrecher selbst zu einem großen Prozentsatz durch den Aufprall zwischen nach außen geschleuderten, zu zerkleinerndem Mahlgut und der sich einstellenden äußeren Materialböschung bzw. gegenüber Prallplatten erfolgt. Da der Schleuderbrecher drehzahlmäßig sehr gut auf das zu zer­ kleinernde Mahlgut eingestellt werden kann, kann hiermit eine sehr gut definierte maximale Korngröße am Ausgang des Schleuderbrechers erreicht werden. Zudem jedoch arbeitet der Schleuderbrecher auch energiesparend, da das gesamte zerkleinerte Mahlgut schwerkraftmäßig nach unten ausgeführt wird. Beim Einsatz dieses Vorbrechers nimmt man es bewußt in Kauf, daß die den Vorbrecher verlassenden Mahlgutteilchen nicht so fein aufgebrochen sind, wie beispielsweise in einer Gutbett-Walzenmühle. Dafür wird jedoch bei deutlich reduziertem Grobgut auch weniger Feinstgut erzeugt, das sonst in einer zweiten Zerkleinerungsstufe die Zerkleinerung des Grobgutes durch seine Pufferwirkung behindert. Hierdurch eleminiert man den bisher gravierenden Nachteil, daß auch relativ große Teilchen den nachfolgenden Bearbeitungsstufen in einem Feingutbett zugeführt werden.

Mit dieser Maßnahme, ein definiertes Aufgabematerial am Ausgang des Vorbrechers zu erreichen, das jedoch nicht so fein ist, kann man nunmehr in einer zweiten Zerkleinerungsstufe, für die sich besonders eine Kugel- oder Rohrmühle mit Mahlkörpern eignet, die Durchmesser der verwendeten Mahlkörper kleiner halten, das vorzerkleinerte Material gezielt beanspruchen und dadurch auch den Füllungsgrad herabsetzen.

So ist es beispielsweise möglich, bei einem definierten Grobkorn kleiner als 3 mm am Ausgang des als Vorbrecher verwendeten Schleuderbrechers in einer ersten Kammer einer Rohrmühle, z. B. 40er bis 60er-Stahlkugeln zu verwenden. In der zweiten Kammer der Rohrmühle können dann z. B. Stahlkugeln im Bereich von 15 bis 30 mm eingesetzt werden. Da es zudem möglich ist, den Füllungsgrad gezielt abzusenken, erreicht man einen sehr stark reduzierten Energiebedarf für den Betrieb der Rohrmühle. Ergänzt wird diese Maßnahme noch dadurch, daß man die am Austrag der Rohrmühle erhaltenen Grieße bzw. das Grobkorn im Kreislauf einem Sichter zuführt, dessen Grieße erneut der Rohrmühle zugeleitet werden. Das Feinpartikel-Luftgemisch am Ausgang der Rohrmühle kann über ein nachgeschaltetes Filter geleitet werden, so daß die Feinpartikel zusammen mit dem im Sichtervorgang erzielten Feingut ausgeleitet werden können.

Durch den Einsatz von im Durchmesser kleineren Mahlkörpern in der Rohrmühle erreicht man einen geringeren Verschleiß als er zwangsweise bei größeren Stahlkugeln vorhanden ist. Die bereits für sich selbstständigen Erfindungscharakter aufweisende Maßnahme des Einsatzes eines Schleuderbrechers als Vorbrecher, mit dem man ganz bewußt von der bisherigen Vorstellung einer möglichst feinen Zerkleinerung in der ersten Stufe abgeht und eine vergleichsweise konträre Maßnahme ergreift, bringt den Vorteil geringerer Investitionen. Zum anderen ist ein Schleuderbrecher üblicherweise deutlich wartungsärmer und wartungsfreundlicher als eine für die Erzeugung hoher Drücke meist mit Ölhydraulik ausgelegte Gutbett- Walzenmühle. Hinzu tritt, daß erfindungsgemäß auch eine relativ niedrige Bauweise der Anlage erreicht werden kann. Es wird auf diese Weise nicht nur anlagentechnisch ein kostengünstiges Verfahren realisiert, sondern auch der spezifische Arbeits- und Energiebedarf kann damit beträchtlich gesenkt werden. Versuchsweise wurden Werte im Bereich von 2 bis 2,5 kWh/t erzielt.

Bei direkter Zuführung des vorgebrochenen Mahlgutes in die Rohrmühle als zweite Zerkleinerungsstufe werden geeigneterweise die Grieße bzw. die Grobpartikeln des Sichtvorganges in die zweite Zerkleinerungsstufe zurückgeführt.

Sofern bereits eine Einzelkorn- und Gutbett-Zerkleinerung z. B. mittels einer Gutbett-Walzenmühle vorhanden ist, kann das im wesentlichen als Agglomerat (Schülpen) vorliegende Austragsgut ergänzend einem nachgeschalteten Schleuderbrecher zur Desagglomeration und Grobgutzerkleinerung zugeführt werden, um dann agglomeratfrei für die Weiterbehandlung zur Verfügung zu stehen.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß bei der Vorzerkleinerung im Schleuderbrecher keine Agglomerate (Schülpen) anfallen. Dadurch ist auch eine problemlose Trennung des vorzerkleinerten Gutes in Grob- und Feingut möglich (z. B. durch Sichtung). Das Feingut kann vor der zweiten Zerkleinerungsstufe abgezogen und somit die Wirtschaftlichkeit weiter erhöht werden, da kein unerwünschtes Feingut in die zweite Zerkleinerungsstufe gelangt.

Besonders zweckmäßig ist es auch, der ersten Zerkleinerung einen Siebvorgang direkt nachzuschalten, damit unerwünschtes Überkorn im Kreisprozeß der ersten Zerkleinerung wieder zugeführt werden kann. Hierdurch wird sichergestellt, daß nur gewünschtes Feingut der Kugel- oder Rohrmühle zugeleitet wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand schematischer Zeichnungen, aus denen vorteilhafte Weiterbildungen zu entnehmen sind, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Die Prinzipdarstellung einer Anlage zur kontinuierlichen Zerkleinerung von Mahlgut, in der nach der ersten Zerkleinerungsstufe das Gut direkt einer zweiten Zerkleinerungsstufe zugeführt ist;

Fig. 2 einen Verfahrensablauf mit den vergleichbaren Anlagenteilen nach Fig. 1, wobei jedoch vor der zweiten Zerkleinerungsstufe ein Sichtvorgang zwischengeschaltet ist und

Fig. 3 eine weitere Variante der Erfindung, in der nach der ersten Zerkleinerung eine Siebung durchgeführt wird und nur das Mahlgut bis zu einer bestimmten Partikelgröße der zweiten Zerkleinerungsstufe zugeführt wird.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung der Verfahrens­ ablauf in einer Alternative dargestellt, die jedoch bevor­ zugt wird. Das Mahlgut, das z.B. Zementklinker sein kann, wird der Gesamtanlage 1 aus einem Aufgabebunker 2 über eine Waage 3 zugeführt. Mittels der Waage 3 kann eine zeitlich dosierte Zuführung vorgenommen werden. Im Anschluß an die Waage 3 wird das Mahlgut einem Vorbrecher 4 zugeführt, der vorzugsweise ein Schleuderbrecher ist.

Das bis zu einer relativ definiert einstellbaren maximalen Korngröße im Schleuderbrecher 4 zerkleinerte Gut wird im Beispiel nach Fig. 1 direkt über eine Strecke 5 in die zwei­ te Zerkleinerungsstufe geleitet, die hier als zweikammerige Rohrmühle 6 ausgelegt ist. Die erste Kammer 7 der Rohrmühle 6 weist beispielsweise Stahlkugeln als Mahlkörper mit Durch­ messern im Bereich von 40 bis 60 mm auf. Die an die Zwi­ schenwand 9 anschließende zweite Kammer 8 ist hingegen mit Stahlkugeln im Bereich von 10 bis 30 mm und bevorzugterweise mit Durchmessern im Bereich von 15 bis 30 mm versehen. Am Austrag 10 der Rohrmühle 6 wird das Grobgut nach unten ausge­ leitet und gelangt über eine Förderstrecke, die mit einem Becherwerk 11 versehen ist, und die Leitung 17 in einen Sichter 18. Für den Sichter 18 eignet sich besonders ein Querstromsichter, dessen Grieße über den Grobgutauslaß 20 und die Leitung 21 der Rohrmühle 6 als zweite Zerkleinerungs­ stufe zugeführt werden.

Die in den Feingutauslaß abgeleiteten Feingutpartikeln wer­ den über eine Entnahmestrecke 16 aus dem Verfahrenskreis­ lauf abgezogen.

Das Luft-Feinpartikel-Gemisch am Auslaß 23 der Rohrmühle 6 wird über eine Leitung 12 einem Filter 13 zugeführt, in dem eine Trennung der Feingutpartikeln von der Luft erfolgt. Die Feingutpartikeln werden über den Feingutauslaß 15 der Ent­ nahmestrecke 16 zugeleitet, während die Luft über den Luft­ austritt 14 gegebenenfalls in den Prozeßkreislauf zurück­ geführt wird.

Das am Ausgang des relativ niedrige Investitionen erfor­ derlichen Schleuderbrechers 4 zerkleinerte Mahlgut weist eine gut definierte Korngröße auf, bei der über den ge­ wünschten Größenbereich hinaus weitestgehend keine größeren Mahlgutpartikeln vorhanden sind. Dies ermöglicht es in der zweiten nachgeschalteten Zer­ kleinerungsstufe, für die die zweikammerige Rohrmühle vor­ gesehen wird, mit Stahlkugeln reduzierten Durchmessers zu arbeiten, wobei auch der Füllungsgrad der Rohrmühle unter den üblichen Werten liegen kann.

Auf diese Weise tritt einerseits ein geringerer Verschleiß in der Rohrmühle auf. Zum anderen jedoch wird auch der Ener­ giebedarf durch die kleinere Füllung sowie das reduzierte Gesamtgewicht verbessert. Im Vergleich zum Stand der Technik, bei dem in der ersten Kammer der Rohrmühle etwa Stahlkugeln von 90er Größe eingesetzt werden, gelingt es nunmehr mit Mahlkörpern von einem Durchmesserbereich 40 bis 60 mm auszu­ kommen, die in der zweiten Stufe auf 15 bis 30 mm verkleinert werden können.

In Fig. 2 ist eine Variante der Anlage nach Fig. 1 zur Aus­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt. Überein­ stimmende Bezugszeichen betreffen hierbei gleiche Anlagen­ teile. Der Unterschied im Vergleich zur Ausführungsform nach Fig. 1 liegt darin, daß nunmehr dem Schleuderbrecher 4 der ersten Zerkleinerungsstufe unmittelbar der Sichter 18 nach­ geschaltet ist.

Hierdurch wird erreicht, daß das Feingut bereits über die Feingutauslässe 19 aus dem Verfahrenskreis abgezogen werden kann und somit als Materialgut nicht mehr die Rohrmühle 6 als zweite Zerkleinerungsstufe des Mahlgutes belastet. Da der Materialdurchsatz der Rohrmühle 6 reduziert wird, er­ reicht man hiermit noch eine weitere Verbesserung des Wir­ kungsgrades der gesamten Anlage.

Die Grieße des Sichters 18 werden im Beispiel nach Fig. 2 über den Grobgutauslaß 20 und die Leitung 21 nunmehr im Kreislauf der Rohrmühle 6 zugeleitet, deren Ausstattung mit Mahlkörpern entsprechend der Ausführungsform nach Fig. 1 ist.

In Fig. 3 ist eine weitere Variante der Erfindung dargestellt. Hierbei bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in den voraus­ gehenden Figuren die gleichen Aggregate. Um sicherzustellen, daß ein vorzerkleinertes Mahlgut bis zu einer bestimmten Partikelgröße der zweiten Zerkleinerungsstufe zugeführt wird, wird im Beispiel nach Fig. 3 ein Siebungsvorgang der Vorbrechung nachgeschaltet. Das den Schleuderbrecher 4 ver­ lassende Mahlgut wird deshalb über ein Sieb 35 geleitet. Das im Sieb 35 erhaltene Überkorn gelangt entweder über die Lei­ tung 36a zum Becherwerk 11 und wird dort im Kreislauf zu­ rückgeführt oder wird über die Leitung 36b dem Schleuder­ brecher zugeführt. Hingegen wird das Mahlgut, das bis zu einer gewünschten Partikelgröße erhalten wird, über die Lei­ tung 37 der Rohrmühle 6 zur weiteren Zerkleinerung zugelei­ tet.

Im Beispiel nach Fig. 3 gelangt das dem Becherwerk 11 zuge­ führte Material in den Sichter 18. Das nach dem Sichtvor­ gang erhaltene Grobgut wird über die Rückführleitung 41a er­ neut in die zweite Zerkleinerungsstufe 6 geführt.

Auf diese Weise kann sichergestellt werden, daß kein Über­ korn des vorzerkleinerten Mahlgutes in die Rohrmühle 6 ge­ langt, so daß die zweite Zerkleinerungsstufe optimal im Hin­ blick auf die Größe der Mahlkörper und den Füllungsgrad aus­ gelegt werden kann.

Der Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens be­ trifft dabei nicht nur die Mahlung von Zementklinker, son­ dern ist auch bei vergleichbaren Materialien, wie Kalk­ stein, Erzen, Kohle, Quarzsand oder Splitt anwendbar, wo­ bei diese Angaben nur beispielhaft zu verstehen sind.

Insgesamt gesehen erzielt man daher mit dem erfindungsge­ mäßen Verfahren und den dafür vorgesehenen Anlagenalterna­ tiven eine Reduzierung des spezifischen Arbeitsbedarfes pro vorgesehener Mahlgutmenge, wobei dies durch Verschleißre­ duzierungen zumindest auf der zweiten Zerkleinerungsstufe ergänzt wird. Darüber hinaus bedarf es auch geringer Inve­ stitionskosten als bei vergleichbaren Anlagen nach dem Stand der Technik.

Claims (8)

1. Verfahren zur Zerkleinerung von sprödem, trockenem Mahlgut, wie z.B. Zementklinker, bei dem

• (a) das Mahlgut zunächst einer ersten Zerkleinerung als Vorzerkleinerung unterworfen wird,
• (b) anschließend einer weiteren, zweiten Zerkleinerung in einer Rohrmühle zugeführt wird,
• (c) die nach der zweiten Zerkleinerung anfallenden Grieße einem Sichtvorgang zugeführt werden und
• (d) die Feingutpartikel aus dem Sichtvorgang und aus der zweiten Zerkleinerung als Feingut ausgeleitet werden.

dadurch gekennzeichnet,

• (e) daß die erste Zerkleinerung des Mahlgutes zu einer im wesentlichen vorbestimmbaren Korngröße als Vorbrechung mittels eines Schleuderbrechers durchgeführt wird und
• (f) das vorgegebene Mahlgut aus der ersten Zerkleinerungsstufe schwerkraftmäßig und energiesparend nach unten ausgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der zweiten Zerkleinerung erhaltenen Grieße im Kreisprozeß einem Sichtvorgang zugeführt werden, dessen Feingutpartikel ausgeleitet und dessen Grieße der zweiten Zerkleinerung zugeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zerkleinerung in einer zweistufigen Rohrmühle mit einem Füllungsgrad von unter 30%, bei einer Verwendung von Mahlkörpern mit einem Durchmesser im Bereich von 40 bis 60 mm in der ersten Stufe der zweiten Zerkleinerung, und in der zweiten Stufe der zweiten Zerkleinerung mit Mahlkörpern vom Durchmesser im Bereich von 10 bis 30 mm, durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der zweiten Zerkleinerung vorgesehene Feingutaustrag einer Filterung oder Zyklonabtrennung unterzogen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichtvorgang mittels Querstromsichtung durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Zerkleinerung ein Siebvorgang des vorgebrochenen Mahlgutes nachgeschaltet ist, wobei das dabei erhaltene Feinkorn der zweiten Zerkleinerung und das erhaltene Überkorn im Kreisprozeß indirekt oder direkt der ersten Zerkleinerung zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgebrochene Mahlgut einem Siebvorgang oder Sichtvorgang zugeführt wird.