DE4023616C2 - Mahlplatte zur Innenauskleidung für Rohrkugelmühlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mahlplatte zur Innenauskleidung für Rohrkugelmühlen, die zur Zerkleinerung von mineralischen, synthetischen und Sekundärrohstoffen bzw. Zwischen- und Endprodukten geeignet ist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Für Innenauskleidungen von Rohrkugelmühlen sind Panzerplattformen, die Schlag-, Scher- oder Druckeffekte bewirken, bekannt. Dazu gehören Hebeleisten-, Stufen-, Buckel-, konische Klassier- und Eckspiralpanzerungen sowie rillenprofilierte Innenauskleidungen (Schubert, H.: Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe Bd. 1, S. 147 -157, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 1975: Höffl, K.: Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen, S. 204-229, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig, 1985).

Rillenprofilierte Innenauskleidungen nach der österreichischen Patentschrift AT-PS 283 092 weisen im Querschnitt der radial umlaufenden Rillen die Form eines Kreissegmentes auf, wobei der Radius vorwiegend dem der eingesetzten größten Mahlkugeln entspricht. Da jede kleinere Kugel nur Punktberührung mit der Mahlplatte aufweist und somit zwischen den Kugeln und der Mahlplatte ein verminderter Formschluß besteht, werden effektive Wälzzerkleinerungs- bzw. Druckbeanspruchungseffekte nicht erreicht. Zur Verbesserung der Zerkleinerungs- und Instandhaltungsbedingungen sind für diese Profilierung Lösungen bekannt mit quer zur Umfangsrichtung angeordneten Erhebungen oder Vertiefungen (AT-PS 379 762), unterschiedlicher Anordnung der Rillen - in Umfangsrichtung nach Schraubenlinien (AT-DE 309 963), mit variierten Stegbreiten vor Querwänden (AT-PS 373 792), zur Dimensionierung der Rille und des Abstandes (AT-PS 380 410, AT-PS 380 411) sowie dafür verwendete hochverschleißfeste Werkstofflegierungen (AT-PS 328 834).

Weiterhin sind nach DD 154 425 und DD 228 957 Innenauskleidungen bekannt, die durch radial umlaufende Profile mit Ellipsensegmentform eine Zweipunktauflage bestimmter Mahlkugelgrößen und somit effektive Wälzzerkleinerungseffekte ermöglichen und eine verschleiß- und energieintensive Zerkleinerung, wie sie von früheren Innenauskleidungen bekannt ist, unterdrücken. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß durch das gewählte Ellipsenprofil ein zu geringer sichelförmiger Mahlspalt zwischen Kugel und Platte verbleibt, dieser sich mit fortschreitendem Verschleiß noch vermindert und somit diese Lösung für die Zerkleinerung grober Partikel (<30 mm) ungeeignet ist.

Weiterhin ergeben sich auch beim Einsatz dieser Profilierung in Verbindung mit hochharten Eisen-Chrom-Kohlenstofflegierungen für die Mahlplatten und -kugeln bei der Feinmahlung Agglomerationsprobleme.

Weiterhin ist eine Innenauskleidung mit radial umlaufenden Profilen, deren Querschnitt Dreiecksform aufweist, mit Radien am Profilgrund und -berg versehen ist, aus Gußeisen mit Kugelgraphit besteht und in allen Mahlräumen in einheitlicher Geometrie zum Einsatz kommt, bekannt. Der Nachteil des Einsatzes dieser Panzerungsprofilierung in Grobmahlräumen besteht darin, daß die Zerkleinerung von Partikeln <5 mm bei der im Grobmahlraum überlagerten Feinmahlung ungenügend erfolgt und sich dieser Sachverhalt ungünstig für eine nachfolgende effektive Mahlung in den Feinmahlräumen auswirkt.

Aus der EP-0 304 414 ist eine Rillenpanzerung bekannt, bei der sich die Tiefe der Rillen ständig ändert, so daß ein ständiges kontinuierliches oder abruptes Anheben und Absenken der Mahlkörper erfolgt. Durch ständige Umwälzung der Kugel- und Materialschicht soll eine bessere Einziehung des Mahlgutes in das Kugellaufwerk erzielt werden.

Unbefriedigend bei dieser Lösung ist, daß zwischen der Mahlkugel und der Mahlplatte ebenfalls nur eine Punktberührung stattfindet. Durch den verminderten Formschluß können keine effektive Wälzzerkleinerungs- bzw. Druckbeanspruchungseffekte erreicht werden.

Ziel der Erfindung ist eine Mahlplatte zur Innenauskleidung für Rohrkugelmühlen, welche zur Zerkleinerung von mineralischen, synthetischen und Sekundärrohstoffen geeignet ist und im Vergleich zum Stand der Technik einen niedrigen spezifischen Elektroenergiebedarf sowie einen geringen Mahlplatten- und Mahlkugelverschleiß aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Mahlplatte zur Innenauskleidung für trocken und naß arbeitende Rohrkugelmühlen zu entwickeln, die für eine gleichzeitige effektive Grob- und Feinmahlung in einem Prozeßraum von mineralischen, synthetischen und Sekundärrohstoffen bzw. Zwischen- und Endprodukten geeignet ist.

Diese Aufgabe wird für eine Mahlplatte mit radial umlaufenden Profilen, deren Querschnitt Dreiecksform mit Radien am Profilgrund und -berg aufweist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mittelpunkt des Radius für den Profilgrund in der radialen Mühlenebene vom Mittelpunkt der anderen beiden inneren und äußeren Mahlplattenradien so versetzt ist, daß der Profilgrund in der Drehrichtung der Mühle am ablaufseitigen Mahlplattenende bis maximal zur Eintauchtiefe der verwendeten Kleinstkugel in das radial umlaufende Profil ansteigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind, daß der Radius am Profilgrund in der axialen Mühlenebene sich mit dem Drehsinn der Innenauskleidung vergrößert, oder daß der Profilgrund in der axialen Mühlenebene am auflaufseitigen Mahlplattenende von der Dreiecksprofilierung mit Radius am ablaufseitigen Mahlplattenende in eine Trapezform übergeht.

Durch das Ansteigen des Profilgrundes in der radialen Mühlenebene bis zur Eintauchtiefe der eingesetzten Kleinstkugel in das radial umlaufende Profil wird erreicht, daß sich der Mahlspalt unter jeder auf dem Profil aufliegenden Kleinstkugel beim Durchlauf der Innenauskleidung durch die bewegte Mahlkugelschleppe von einer bestimmten Ausgangsgröße am auflaufseitigen Mahlplattenende gemäß der Fig. 3 bzw. 4 auf Null verengt.

Für jede größere Mahlkugel verbleibt am ablaufseitigen Ende der Innenauskleidung entsprechend ihrer Eintauchtiefe in das geometrisch festgelegte Dreiecksprofil ein Restspalt. Ein entsprechend großer Ausgangsspalt unter den aufliegenden Mahlkugeln am auflaufseitigen Ende der Innenauskleidung ist erforderlich, um grobe Mahlgutpartikel unter die auf der Innenauskleidung abrollenden Mahlkugelschleppe einziehen und effektiv zerkleinern zu können. Durch das Verengen des Mahlspaltes in der Drehrichtung der Mühle auf Null bzw. auf einen stark verringerten Restspalt am ablaufseitigen Ende der Innenauskleidung wird erreicht, daß der effektiven Zerkleinerung grober Partikel eine zusätzliche Feinzerkleinerung durch die sehr effektiven Beanspruchungsarten Druck und Scherung überlagert wird. Wesentlich dabei ist, daß sich der Mahlspalt für die aufliegende Kleinstkugel am ablaufseitigen Ende der Innenauskleidung auf Null verengt, d. h., daß diese Kugelgröße am Profilgrund des ablaufseitigen Endes der Innenauskleidung nur aufläuft und nicht angehoben wird. Dadurch wird gewährleistet, daß der Mitnahmegrad der Mahlgutschleppe durch die Innenauskleidung bei der jeweils gewählten Mühlendrehzahl und damit der Elektroenergiebedarf minimal bleiben.

Vorteile ergeben sich durch die erfindungsgemäße Lösung in Form von deutlich verbesserten Austragsfeinheiten aus den Prozeßräumen der Rohrkugelmühlen bei gleichem Durchsatz und spezifischem Elektroenergiebedarf. Das heißt, bei der jeweils festgelegten Zielfeinheit für die unterschiedlichen Zerkleinerungsaufgaben für Rohrkugelmühlen, z. B. bei der trockenen Zement- oder der nassen Erzmahlung, sind deutliche Durchsatzsteigerungen bis zu 20% und damit Einsparungen im spezifischen Elektroenergiebedarf in der gleichen Größenordnung möglich.

Bei der nassen Erzmahlung in Einkammer-Rohrkugelmühlen mit Austragskammer oder Überlauf, wo zwangsweise die Grob- und Feinmahlung gleichzeitig in einem Prozeßraum abläuft, sind durch den generellen Verzicht auf die bisher übliche starke Kataraktwirkung der Mahlkugeln drastische Absenkungen im spezifischen Elektroenergiebedarf und dem Mahlplatten- und Mahlkugelverschleiß erreichbar.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Innenauskleidung 1 im Schnitt in der radialen Mühlenebene im Profiltal, woraus der ansteigende Profilgrund in der Drehrichtung der Rohrkugelmühle ersichtlich wird.

Das Ansteigen des Profilgrundes wird dadurch erreicht, daß der Mittelpunkt des Grundradius 3 von dem der anderen beiden inneren und äußeren Mahlplattenradien 4 und 5 versetzt ist.

In Fig. 2 ist die Ansicht der Stirnfläche der Innenauskleidung am auflaufseitigen Mahlplattendende und in

Fig. 3 die am ablaufseitigen Mahlplattenende jeweils mit der aufliegenden Kleinstkugel 2 der eingesetzten Mahlkugelfüllung dargestellt.

Dabei ist der Mittelpunkt des Radius 3 von dem der Radien 4 und 5 so versetzt, daß der Profilgrund in der radialen Mühlenebene am ablaufseitigen Ende der Innenauskleidung, Fig. 3, bis zur Eintauchtiefe 7 der verwendeten Kleinstkugel 2 ansteigt, d. h., daß die Kleinstkugel am ablaufseitigen Ende der Innenauskleidung am Profilgrund aufläuft. Durch diese konstruktive Ausbildung der Innenauskleidung verengt sich bei jeder Mühlenumdrehung der Rohrkugelmühle der Mahlspalt 11 unter jeder aufliegenden Kleinstkugel vom Ausgangswert am auflaufseitigen Ende, Fig. 2, bis auf Null, Fig. 3, beim Durchlauf der Innenauskleidung durch die bewegte Mahlkugelschleppe. Bei der Beibehaltung eines Radius 8 am Profilgrund in der axialen Mühlenebene vergrößert sich sein Wert von der Ausgangsgröße in Fig. 2 auf die in Fig. 3 dargestellte durch das Ansteigen des Profilgrundes in der radialen Mühlenebene auf die Eintauchtiefe der verwendeten Kleinstkugel. Die Fig. 4 demonstriert die Gestaltung des Profilgrundes der Innenauskleidung am ablaufseitigen Mahlplattenende, wenn von einer Dreiecksprofilierung mit Radius 8 am Profilgrund am auflaufseitigen Ende der Innenauskleidung, Fig. 2, auf eine Trapezprofilierung am Profilgrund des ablaufenden Endes der Innenauskleidung, Fig. 4, übergegangen wird.

Beispiel 1

Die Innenauskleidung wird im Grobmahlraum einer Durchlauf-Zementmühle mit 3,2 m Durchmesser und 15 m Mahlbahnlänge eingesetzt. Die Mahlbahnlänge des Grobmahlraumes beträgt 3,75 m. Zur Bestückung des Grobmahlraumes sind 480 Stück Mahlplatten der Innenauskleidung erforderlich.

Im Mahlraum werden 4,0 t hochchromlegierte Gußmahlkugeln mit Durchmesser von 100 mm bis 60 mm in 10-mm-Stufung eingesetzt.

Die Grundprofilierung der radial umlaufenden Profile besteht aus Dreiecken mit Radien am Profilberg und -grund, wobei die gleichschenkligen Dreiecke vom Profilgrund aus einen Öffnungswinkel von 90 Grad aufweisen. Die Höhe der Dreiecke beträgt 85% des Radius der eingesetzten Größtkugel. Der Mittelpunkt des Radius 3 des Profilgrundes in der radialen Mühlenebene wird von dem der Radien 4 und 5 so versetzt, daß der Profilgrund am ablaufenden Ende der Innenauskleidung gemäß Fig. 3 bis zur Eintauchtiefe 7 der Mahlkugeln mit 60 mm ansteigt. Ein Radius 8 am Profilgrund in der axialen Mühlenebene wird beibehalten, wobei er sich gemäß der Fig. 2 und 3 vom auflaufseitigen zum ablaufseitigen Ende der Innenauskleidung vergrößert.

Beispiel 2

Die Feinmahlung eines auf <20 mm vorzerkleinerten Stückerzes auf Korngrößen <90 µm erfolgt in einer naß arbeitenden Einkammerrohrkugelmühle mit Austragskammer mit einem Durchmesser von 3,2 m. Das Erz enthält bis zu 70% Quarz und ist daher sehr hart und abrasiv. Zum vollständigen Aufschluß für nachgeschaltete Aufbereitungsstufen ist die hohe Zielfeinheit mit <90 µm erforderlich. Das heißt, sowohl die Zerkleinerung der groben Partikel als auch die Feinmahlung müssen in einem Prozeßraum effektiv erfolgen. Es kommt die erfindungsgemäße Innenauskleidung zum Einsatz. Zur Bestückung der Mühle sind 96 Stück Mahlplatten der Innenauskleidung erforderlich bzw. wird die Profilierung auf achsparallel durchgängigen Mahlbalken ausgeführt. Die Grundfigur der radial umlaufenden Profile entspricht der im Beispiel 1 beschriebenen. Der Mittelpunkt des Radius 3 des Profilgrundes in der radialen Mühlenebene wird gegenüber dem der Radien 4 und 5 so versetzt, daß der Profilgrund am ablaufseitigen Ende der Innenauskleidung bis zur Eintauchtiefe 7 der Mahlkugeln mit 30 mm Durchmesser in das radial umlaufende Profil gemäß Fig. 4 ansteigt. Es kommt eine polydisperse Mahlkugelfüllung, bestehend aus Mahlkugeldurchmessern von 100 mm bis 30 mm in 10 mm Stufung mit einem mittleren Kugeldurchmesser dK = 50 mm zum Einsatz. Der Mahlkörperfüllungsgrad beträgt 40%.

Claims (3)

1. Mahlplatte zur Innenauskleidung für Rohrkugelmühlen mir radial umlaufenden Profilen mit sich längs der Profile verändernder Tiefe, wobei der Querschnitt der Profile Dreiecksform mit Radien am Profilgrund und -berg aufweist, gekennzeichnet dadurch, daß der Mittelpunkt des Radius (3) für den Profilgrund in der radialen Mühlenebene vom Mittelpunkt der anderen beiden, inneren und äußeren Mahlplattenradien (4 und 5) so versetzt ist, daß der Profilgrund in der Drehrichtung der Mühle am ablaufseitigen Mahlplattenende (6) bis maximal zur Eintauchtiefe (7) der verwendeten Kleinstkugel (2) in das radial umlaufende Profil ansteigt.

2. Innenauskleidung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Radius (8) am Profilgrund in der axialen Mühlenebene sich mit dem Drehsinn der Innenauskleidung (1) vergrößert.

3. Innenauskleidung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Profilgrund in der axialen Mühlenebene am auflaufseitigen Mahlplattenende (9) von der Dreiecksprofilierung mit Radius (8) am ablaufseitigen Mahlplattende (10) in eine Trapezform übergeht.