DE3815217C2 - - Google Patents
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- DE3815217C2 DE3815217C2 DE3815217A DE3815217A DE3815217C2 DE 3815217 C2 DE3815217 C2 DE 3815217C2 DE 3815217 A DE3815217 A DE 3815217A DE 3815217 A DE3815217 A DE 3815217A DE 3815217 C2 DE3815217 C2 DE 3815217C2
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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.
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