DE4019272C2 - Verfahren und Anlage zur Zerkleinerung bzw. Mahlung von sprödem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerkleinerung bzw. Mahlung von sprödem Gut, enthaltend eine mit hoher Preßkraft betriebene Hochdruck-Walzenpresse mit Gutbett­ zerkleinerung des Gutes und eine der Walzenpresse nachge­ schaltete Kreislaufmahlung mit Sichter. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens.

Bei einer bekannten Zerkleinerung spröden Mahlgutes (EP-PS 0 084 383) wird das frische Mahlgut, z. B. nicht vorzer­ kleinerter Zementklinker, im Walzenspalt einer Hochdruck- Walzenpresse unter hohem Druck gepreßt, was teils zur Par­ tikelzerstörung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Par­ tikelinneren führt und sich sichtbar in der Bildung von Agglomeraten (sogenannten Schülpen) äußert, die sich mit vergleichsweise geringem Energieaufwand desagglomerieren bzw. auflösen lassen und die infolge der Anwendung des hohen Preßdruckes unter Zerstörung des Korngefüges bereits fertig feines Gut enthalten, so daß die bekannte Zerklei­ nerung insgesamt durch einen niedrigen spezifischen Ener­ giebedarf gekennzeichnet ist. Beim Betrieb der Hochdruck- Walzenpresse zum Verdichten bzw. zur Druckbehandlung des körnigen Gutes muß das dem Walzenspalt zugeführte Aufgabe­ gut von den gegenläufig angetriebenen Walzen erfaßt und durch Reibung in den Walzenspalt eingezogen werden. Dabei werden die einzelnen Partikel des eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Wal­ zenoberflächen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwendung des extrem hohen Druckes gegenseitig zer­ quetscht, so daß man hierbei von der sogenannten Gutbett­ zerkleinerung spricht. Der Hochdruck-Walzenpresse ist eine Kreislaufmahlung mit üblicherweise einer Rohrmühle und mit einem Sichter nachgeschaltet, der das fertig feine Fertig­ gut aus den desagglomerierten und ggf. nachgemahlenen Gut­ materialschülpen aussichtet, wobei der Grobgutaustrag (Grieße) des Sichters zum Gutaufgabeschacht der Walzen­ presse rezirkuliert wird.

Der Gutfüllstand im das Frischgut aufnehmenden Gutaufgabe­ schacht, der oberhalb des Walzenspaltes der Walzenpresse angeordnet ist, ist bisher dadurch aufrechterhalten wor­ den, daß in den Schacht je nach Füllstand ein mehr oder weniger großer Mengenstrom an Sichtergrießen rezirkuliert worden ist, wodurch aber ein ungleichmäßiges Regelungsver­ halten sowie Schwankungen im System auftreten können. Man dachte bisher, daß das Guteinzugsvermögen der Pressenwal­ zen für Frischgut dadurch verbessert werden würde, wenn in einem hohen Aufgabegutschacht alle zwischen den Brocken bzw. Körnern des Frischgutes in der Aufgabegutschüttung sich bildenden Lufträume mit Sichtergrießen ausgefüllt werden würden. Grobe Mengen an Sichtergrießen in der über dem Walzenspalt der Hochdruck-Walzenpresse aufgebauten hohen Aufgabegutschüttung können jedoch folgende Schwie­ rigkeiten bereiten: Ist das in den Aufgabeschacht der Wal­ zenpresse gegebene Aufgabegut zumindest zum Teil schon sehr feinkörnig, indem zum frischen Aufgabegut große Men­ gen der Grieße des nachgeschalteten Sichters rezirkuliert werden, so kann insbesondere bei Gutaufgabeschächten mit hohen Materialfüllständen und niedrigen Schüttgewichten des dem Aufgabeschacht zugeführten Aufgabegutes, verstärkt hervorgerufen durch große Mengen bereits relativ feiner mit Lufteinschlüssen durchsetzter rezirkulierter Grieße zur Walzenpresse, das Problem entstehen, daß die durch die Hochdruckpressung aus der Aufgabegutschüttung gepreßte Luft nicht mehr entweichen kann, was das Guteinzugsvermö­ gen und das Gutpreßvermögen der Walzen verschlechtert, die Durchsatzleistung der Walzenpresse vermindert, zu einem ungleichmäßigen Betrieb der Walzenpresse führt und letzt­ endlich die an sich erzielbare Energieersparnis beeinträch­ tigt. Außerdem machen sich bei hohen Aufgabegutschächten mit hohen Aufgabegutschüttungen, die einen erheblichen Mengenanteil an Sichtergrießen aufweisen, deutliche Wand­ reibungswiderstände des Aufgabegutes bemerkbar, welche das Nachfließen des Aufgabegutes in den Walzenspalt besonders im Bereich der beiden Walzenenden bzw. der beiden Rand­ zonen des Walzenspaltes behindern; durch das verringerte Einzugsvermögen der Walzen an ihren Randzonen wird dann nicht nur die Durchsatzleistung der Walzenpresse beein­ trächtigt, sondern dadurch gelangen auch unverdichtete oder nicht ausreichend gepreßte Materialien durch den Walzenspalt, die zum Zwecke einer erneuten Pressung zum Gutaufgabeschacht der Presse zurückgeführt werden müssen, während das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial zur nachgeschalteten Kreislaufmahlung weitertransportiert wer­ den muß, wodurch insgesamt der Aufwand an Schülpenförder­ einrichtungen erheblich werden kann.

Bei der Gutbettzerkleinerung mit Hochdruck-Walzenpresse ohne nachge­ schaltete in eine Kreislaufmahlung integrierte Kugelmühle ist es zwecks Re­ duzierung der vom Sichter rezirkulierten Gutmenge aus der DE 37 19 251 A1 bekannt, die aus einer ersten Hochdruck-Walzenpresse kommenden Gut­ materialschülpen vor ihrer Desagglomerierung im Walzenspalt wenigstens einer zweiten Walzenpresse wenigstens ein zweites Mal zu pressen und damit ein zweites Mal einer Gutbettzerkleinerung zu unterziehen und dabei den Grobgutaustrag des nachgeschalteten Sichters zur ersten Walzenpresse zu rezirkulieren, während ein Teilstrom der aus der zweiten Walzenpresse kommenden Gutmaterialschülpen in den Gutaufgabeschacht dieser zweiten Walzenpresse rezirkuliert werden kann. Auch mit diesem bekannten Zer­ kleinerungsverfahren, welches durch die Hintereinanderschaltung wenig­ stens zweier Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpressen erhebliche Investitionskosten verlangt, werden die eingangs geschilderten Probleme insbesondere der ungenügend druckbehandelten Schülpenmaterialränder nicht gelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gutbettzer­ kleinerung spröden Gutes im Walzenspalt einer Hochdruck­ walzenpresse mit Rezirkulierung eines Anteils der gepreß­ ten Schülpen sowie eines Anteils der Sichtergrieße zum Gutaufgabeschacht so zu verbessern, daß das Guteinzugsver­ mögen und die Gutpressung im Walzenspalt erhöht und an die jeweiligen Eigenschaften des Aufgabegutes anpaßbar sind, der Anteil des nicht ausreichend gepreßten rezirkulieren­ den Gutes verringert ist, der Aufwand an zum Schülpen­ transport notwendigen Fördereinrichtunyen minimiert ist, und daß der ohnehin schon niedrige spezifische Energiebe­ darf der Gutbettzerkleinerung mit Hochdruckpressung noch weiter reduziert ist.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 4 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der den Walzenspalt der Hochdruck-Walzenpresse nach unten verlassende Gutma­ terialstrom (Schülpe) zunächst in drei Teile gespalten, nämlich in die beiden (beim erstmaligen Pressendurchgang nicht ausreichend gepreßten) Schülpenränder sowie in das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial. Die abgetrenn­ ten Schülpenrandmaterialien werden vollständig zum Gutauf­ gabeschacht der Walzenpresse zwecks nochmaliger Pressung rezirkuliert, während das ausreichend gepreßte Schülpen­ kernmatrial der nachgeschalteten Kreislaufmahlung zuge­ führt wird. Charakteristisch für das erfindungsgemäße Ver­ fahren ist, daß der Füllstand im Gutaufgabeschacht der Walzenpresse nicht durch die Menge der vom Sichter der nachgeschalteten Kreislaufmahlung abgezogenen und in den Gutaufgabeschacht rezirkulierten Grieße aufrecht erhalten wird, sondern der rezirkulierte Grießeanteil wird konstant und auf einem vergleichsweise niedrigen Mengenanteil ge­ halten und der Füllstand des Gutaufgabeschachtes wird da­ durch konstant gehalten, daß in den Gutaufgabeschacht zu­ sätzlich zu den rezirkulierten ungenügend gepreßten Schül­ penrandmaterialien in Abhängigkeit der jeweiligen Eigen­ schaften des Aufgabegutes noch ein Teilstrom des übrigen (ausreichend gepreßten) Schülpenkernmateriales rezirku­ liert wird. Denn die in den Gutaufgabeschacht der Hoch­ druck-Walzenpresse rezirkulierten Schülpen bzw. Schülpen­ bruchstücke haben eine vielkantige Oberfläche sowie eine erhöhte Dichte bzw. geringe Porosität, so daß sie ideal geeignet sind, die Hohlräume zwischen den Körnern bzw. Brocken des ebenfalls in den Gutaufgabeschacht einzufül­ lenden Frischgutes auszufüllen, wodurch beim Pressen im Guteinzugsbereich des Walzenspaltes eine bessere Verzah­ nung zwischen dem Frischgut und dem rezirkulierten Gut und damit ein gutes Guteinzugs- und Gutpreßverhalten bewirkt wird, im Gegensatz zu den in den Gutaufgabeschacht rezir­ kulierten Sichtergrießen, die als Schüttung einen hohen Lufteinschluß und damit eine hohe Porosität haben, wobei diese Luft beim Pressen im Walzenspalt verdrängt wird und zwischen den groben Körnern bzw. Brocken des Gut­ materiales ein Luftpolster bildet, welche den Guteinzug in den Walzenspalt und anschließend das Einbringen der Preß­ kräfte bzw. Preßdrücke in das Gut behindern kann. Erfin­ dungsgemäß läßt sich also das Aufgabegutgemisch im Gutauf­ gabeschacht der Walzenpresse bei einem möglichst niedrigen und außerdem konstant gehaltenen Anteil rezirkulierter Sichtergrieße so einstellen und an die jeweiligen Eigen­ schaften des Gutes anpassen, daß beste Guteinzugsbedingun­ gen und Gutpreßverhaltenseigenschaften im Walzenspalt er­ zielt werden. Infolge der verbesserten Guteinzugsbedingun­ gen sind die beim erstmaligen Pressendurchgang an den Randzonen des Walzenspaltes nicht ausreichend gepreßten Schülpenmaterialränder ohnehin nicht sehr groß bzw. breit, so daß der Anteil des nicht ausreichend gepreßten Gutes vergleichsweise gering ist. Insgesamt ist das erfindungs­ gemäße Verfahren durch einen vergleichsweise niedrigen spezifischen Energiebedarf der Zerkleinerung gekennzeich­ net.

Das Förderorgan zum Transport des Gutaustrages (Schülpen) der Hochdruck-Walzenpresse zur nachgeschalteten Kreislauf­ mahlung besteht üblicherweise aus einem Becherwerk. Erfin­ dungsgemäß sind die Becher dieses Becherwerks in wenig­ stens zwei jeweils benachbarte Kammern zum gleichzeitigen aber getrennten Transport des ungenügend gepreßten Schül­ penrandmaterials einerseits und des übrigen genügend ge­ preßten Schülpenkernmaterials andererseits unterteilt, d. h. bei vorhandenen Zerkleinerungsanlagen mit Gutbett­ zerkleinerungs-Walzenpresse und nachgeschalteter Kreis­ laufmahlung läßt sich das dort zum Schülpentransport vor­ handene einzige Becherwerk ohne großen Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umbauen bzw. ergänzen, wodurch Investitionskosten und Betriebskosten gespart sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die das Schülpenrandmaterial transportierenden Becherkammern des einzigen Becherwerks über eine Rutsche in den Gutaufgabe­ schacht der Walzenpresse entleerbar (rezirkulierbar) und die das genügend gepreßte Schülpenkernmaterial trans­ portierenden Becherkammern sind ebenfalls über eine Rut­ sche zum Weitertransport zur Kreislaufmahlung entleerbar, wobei zur Zumischung des ausreichend gepreßten Schülpenma­ terials in das zum Gutaufgabeschacht der Walzenpresse re­ zirkulierten Gutmateriales lediglich der Regeleingriff auf ein Stellorgan wie Stellklappe zwischen den beiden benach­ barten, die Becherkammern des Becherwerkes entleerenden Gutmaterialrutschen genügt.

Die Erfindung und deren weiteren Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse im Vertikalschnitt in der Vertikalebene durch den Walzenspalt, und

Fig. 2 die Draufsicht auf ein Becherwerk zum Transport der von der Walzenpresse der Fig. 1 kommenden Gutmaterialschülpen.

Bei der Walzenpresse nach Fig. 1 sind in einem Maschinen­ rahmen (10) zwei Walzen (11, 12) gelagert, die gegenläufig angetrieben und durch den Walzenspalt voneinander getrennt sind. Oberhalb des Walzenspaltes ist ein nicht dargestell­ ter Gutaufgabeschacht angeordnet, in den das zu zerklei­ nernde Frischgut, z. B. nicht vorzerkleinerter Zementklin­ ker, aufgegeben wird. Das im Walzenspalt der Gutbettzer­ kleinerungs-Walzenpresse zu Schülpen gepreßte Gut wird unterhalb der Walzen (11, 12) mittels zweier quer zum Wal­ zenspalt angeordneter Stellklappen (13 und 14) in drei Materialströme gespaltene nämlich in die (beim erstmaligen Pressendurchgang an den Randzonen des Walzenspaltes nicht ausreichend gepreßten) Schülpenmaterialränder (15 und 16) sowie in das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial (17). Nachdem die Stellklappen (13 und 14) auf das jewei­ lige Gut eingestellt worden sind, brauchen sie während des Betriebes der Walzenpresse nicht mehr verstellt zu werden. Das Schülpenmaterial (17) wird auf einem Bandförderer (18) abtransportiert, während das abgetrennte Schülpenrandma­ terial (15 und 16) einem anderen Bandförderer (19), Gurt­ förderer oder dergleichen zugeführt und von diesem ab­ transportiert wird.

Das in Draufsicht schematisch dargestellte Becherwerk der Fig. 2 ist der Walzenpresse der Fig. 1 nachgeschaltet. Die Becher (21, 22 usw.) sind jeweils in zwei benachbarte Kam­ mern (21a und 21b bzw. 22a und 22b) unterteilt, wobei die Becherkammern (21a und 21b) am unteren Ende des Becher­ werks gerade gefüllt und die Becherkammern (22a und 22b) am oberen Ende des Becherwerks gerade entleert werden. Die Becher (21, 22 usw.) sind an umlaufenden Ketten (20) oder an anderen Zugträgern befestigt, die über Umlenkrollen umlaufen. Das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial (17), welches nach Fig. 1 über den Bandförderer (18) abgeführt wird, wird nach Fig. 2 über die Materialrutsche (23) in die Becherkammer (21a) gefüllt, und das nicht aus­ reichend gepreßte Schülpenrandmaterial (15, 16), welches vom Förderer (19) transportiert wird, gelangt über die Rutsche (24) in die benachbarte Becherkammer (21b), wobei beide Becherkammern (21a und 21b) durch eine Trennwand (25) voneinander getrennt sind. Auf diese Weise dient das Becherwerk der Fig. 2 zum gleichzeitigen aber getrennten Transport des genügend gepreßten Schülpenkernmaterials (17) einerseits und des ungenügend gepreßten Schülpenrand­ materiales (15, 16) andererseits.

Am oberen Ende des Becherwerks der Fig. 2 ist die das un­ genügend gepreßte Schülpenrandmaterial (15, 16) transpor­ tierende Becherkammer (22b) über eine Materialrutsche (26) in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) ent­ leerbar (rezirkulierbar), und die das genügend gepreßte Schülpenkernmaterial (17) transportierende Becherkammer (22a) ist ebenfalls und der eine benachbarte Materialrutsche (27) zum Weitertransport zur Kreislaufmahlung, z. B. Ku­ gelmühle mit Sichter, entleerbar. Die beiden benachbarten Gutabwurfrutschen (26, 27) des Becherwerks sind durch ein Stellorgan wie z. B. Stellklappe (28) getrennt, wobei durch Regeleingriff auf das Stellorgan (28) bzw. dessen Steuerung eine Zumischung eines mehr oder weniger großen Mengenanteils des Schülpenkernmaterials (17) zum ungenü­ gend gepreßten Schülpenrandmaterial (15, 16) erfolgt. Durch diese Schülpenmaterialzumischung und Rezirkulierung zum Walzenpressen-Gutaufgabeschacht erfolgt die Konstant­ haltung des Füllstandes im Aufgabeschacht der Walzenpres­ se, während die in den Gutaufgabeschacht rezirkulierte Menge der vom Sichter der nachgeschalteten Kreislaufman­ lung abgezogenen Grieße vergleichsweise klein und konstant gehalten wird.

Anstatt die Becher des Becherwerks gemäß Ausführungsbei­ spiel der Fig. 2 jeweils in zwei benachbarte Kammern auf­ zuteilen, bestünde auch die Möglichkeit, die Becher in jeweils drei Kammern zu unterteilen, nämlich in eine linke Kammer zur Aufnahme des Schülpenrandes (15), in eine mitt­ lere Kammer zur Aufnahme des Schülpenkernmaterials (17) und in eine rechte Kammer zur Aufnahme des Schülpenrandes (16). Beim Umbau vorhandener Becherwerke wären dann in die Becher nicht eine, sondern zwei Trennwände einzubauen.

Claims (4)

1. Verfahren zur Zerkleinerung bzw. Mahlung von sprödem Gut, bei dem das Gut mit Hilfe einer Hochdruck-Walzenpresse mit Gutbettzerkleine­ rung zu Schülpen gepreßt wird und anschließend einer Kreislaufmah­ lung mit Sichter unterzogen wird, wobei der Grobgutaustrag des Sich­ ters in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse rezirkuliert wird, da­ durch gekennzeichnet, daß vom Pressenaustragsgut (Schülpen) die beim erstmaligen Pressendurchgang an den Randzonen des Walzen­ spaltes nicht ausreichend gepreßten Schülpenmaterialränder (15, 16) abgetrennt werden, daß das abgetrennte Schülpenmaterial (15, 16) vollständig sowie zusätzlich dazu ggf. ein Teilstrom des übrigen Schül­ penmaterials (17) in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) zur Verbesserung deren Guteinzugs- und Gutpreßbedingungen rezirku­ liert wird, und daß in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) ein konstanter Anteil des Grobgutaustrages (Grieße) des Sichters der nachgeschalteten Kreislaufmahlung rezirkuliert wird.

2. Anlage zur Zerkleinerung bzw. Mahlung von sprödem Gut, enthaltend eine mit hoher Preßkraft betriebene Hochdruck-Walzenpresse (10, 11) mit Gutbettzerkleinerung des Gutes und ein Förderorgan zum Trans­ port des Pressenaustragsgutes (Schülpen) zu einer nachgeschalteten Kreislaufmahlung mit Sichter und Rezirkulator des Sichtergrobgutes in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse, dadurch gekennzeichnet, daß das För­ derorgan ein einziges Becherwerk ist, dessen Becher (21, 22) in we­ nigstens zwei jeweils benachbarte Kammern (21a, 21b bzw. 22a, 22b) zum gleichzeitigen aber getrennten Transport des ungenügend gepreß­ ten Schülpenrandmaterials (15, 16) einerseits und des übrigen genügend gepreßten Schülpenkernmaterials (17) andererseits unterteilt sind, zur Rezirkulierung des Schülpenrandmaterials (15, 16), und ggf. eines Teilstromes des übrigen Schülpenmaterials (17), wobei dazu noch ein konstanter Anteil des Sich­ tergrobgutaustrages in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse gefördert wird.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schül­ penrandmaterial (15, 16) transportierenden Becherkammern (22b) des Becherwerks über eine Rutsche (26) in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) entleerbar sind, und daß die das genügend ge­ preßte Schülpenkernmaterials (17) transportierenden Becherkammern (22a) ebenfalls über eine Rutsche (27) zum Weitertransport zur Kreis­ laufmahlung entleerbar sind.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gutabwurfrutschen (26, 27) des Becherwerks nebeneinander benach­ bart angeordnet und durch ein Stellorgan (28) wie Stellklappe getrennt sind, wobei durch Regeleingriff auf das Stellorgan (28) eine Zumi­ schung eines mehr oder weniger großen Mengenanteils des genügend gepreßten Schülpenkernmaterials (17) zum ungenügend gepreßten Schülpenrandmaterial (15, 16) erfolgt.