DE4443479A1 - Kreislaufmahlanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreislaufmahlanlage (Umlaufmahlanlage) zur Mahlung von sprödem Mahlgut, insbesondere zur Mahlung von Zement­ klinker zu Zement, mit einer Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpres­ se, mit einer Kugelmühle und mit einem Sichter mit Abzug des Fertigpro­ dukts aus dem Kreislauf und mit Rezirkulierung des Sichtergrobgutes im Kreislauf.

Man hat in letzter Zeit erhebliche Anstrengungen unternommen, die Ener­ gieausnutzung in den Zerkleinerungsmaschinen, die insbesondere in den Drehrohrmühlen bzw. Kugelmühlen sehr gering ist, zu steigern, bei denen die Prallenergie der Mahlkörperkugeln ganz überwiegend statt in Zerkleine­ rungsarbeit in Wärme umgesetzt wird. So ist eine zweistufige Einrichtung zur Zerkleinerung bzw. Mahlung spröden Mahlgutes wie z. B. Zementklin­ ker bekannt (Broschüre 2-300 "Rollenpressen" der KHD Humboldt Wedag AG, Oktober 1992, Seite 5 "Vor- und Hyhridmahlung"), bei der das frische Mahlgut (z. B. Zementklinker) zunächst in einer ersten Stufe im Spalt einer Walzenpresse unter hohem Druck gepreßt wird, was teils zur Partikelzerstö­ rung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Partikelinneren führt und sich sichtbar in der Bildung von Agglomeraten bzw. Preßschülpen äußert, die dann in einer zweiten Stufe in einer Kugelmühle mit vergleichsweise gerin­ gem Energieaufwand zerstört und auf Fertiggutfeinheit gemahlen werden können. Die mit einer hohen Preßkraft betriebene Walzenpresse erzeugt bei der Materialpressung die Materialschülpen, deren Mahlbarkeit verglichen mit ungepreßtem Material erheblich verbessert ist, so daß die bekannte zweistufige Zerkleinerung insgesamt zu einer deutlichen Verminderung des spezifischen Energiebedarfs (z. B. kWh/t) führt.

In der Walzenpresse werden die einzelnen Materialpartikel in einem Gut­ bett, d. h. in einer zwischen zwei Flächen zusammengedrückten Material­ schüttung gegenseitig zerquetscht, so daß man bei der ersten Stufe von der sogenannten Gutbettzerkleinerung spricht, die im Spalt der Hochdruck-Wal­ zenpresse realisiert wird. In der der Walzenpresse nachgeschalteten Kugel­ mühle wird dann das Pressenaustragsgut desagglomeriert und auf Fertiggut­ feinheit gemahlen. Die Feinheit des Fertiggutes, z. B. Fertigzementes, der als Feingut aus dem der Kugelmühle nachgeschalteten Sichter abgezogen wird, wird von der zweiten Stufe der Zerkleinerung, d. h. von der Kugel­ mühle bestimmt, welche die gewünschte Endfeinheit des Fertiggutes und damit Produktqualität erreichen muß.

Aus der o.g. Broschüre Seite 5 ist auch die "Fertigmahlung und Teilfertig­ mahlung" mit Hintereinanderschaltung zweier Mahlkreisläufe bekannt. Da­ bei wird im ersten Mahlkreislauf mit Rollenpresse und erstem Sichter das Grobgut dieses Sichters zur Rollenpresse rezirkuliert, und das Feingut die­ ses Sichters wird als Frischgut einem zweiten Mahlkreislauf zugeführt, der eine Kugelmühle sowie einen zweiten Sichter umfaßt. Im zweiten Mahl­ kreislauf wird das Grobgut des zweiten Sichters zur Kugelmühle rezirku­ liert, während das Feingut aus dem Sichter als Fertiggut, also fertig feiner Zement, abgezogen wird.

Bei dieser bekannten sogenannten Teilfertigmahlung wird das aus dem er­ sten Mahlkreislauf abgezogene teilfertige Produkt der Kugelmühle des zweiten Mahlkreislaufes zugeführt, um während des zweiten Mahlvorganges die gewünschte Produktfeinheit und Qualität zu erreichen. Es ist bekannt, daß der sogenannte Walzenpressen- bzw. Rollenpressen-Zement, der als Sichterfeingut aus dem ersten nur eine Walzenpresse und einen Sichter um­ fassenden Mahlkreislauf kommt, eine steilere Kornverteilung hat als Kugel­ mühlen-Zement, d. h. der Walzenpressen- bzw. Rollenpressen-Zement ent­ hält einen deutlich geringeren Grobkornanteil sowie einen geringeren Fein­ kornanteil als der Kugelmühlen-Zement, und der Walzenpressen- bzw. Rol­ lenpressen-Zement weist eine kantigere bzw. plattigere Kornform auf. Diese Unterschiede zwischen Rollenpressen-Zement und Kugelmühlen-Zement haben auch einen höheren Wasseranspruch des Walzenpressen- bzw. Rol­ lenpressen-Zements zur Folge. Diese Erkenntnisse haben zur Einführung der Teilfertigmahlung geführt.

Es ist bekannt, daß durch eine Nachmahlung von Walzenpressen-Zementen in Kugelmühlen der Wasseranspruch vermindert werden kann. Auch aus diesem Grunde hat man sich bei den bisher bekannten Kreislaufmahlanlagen mit Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse und mit Kugelmühle der Walzenpresse als Vormühle und der Kugelmühle als Nachmühle be­ dient, d. h. materialflußseitig gesehen war die Hochdruck-Walzenpresse der Kugelmühle bisher immer vorgeschaltet. Trifft das frische zu mahlende Aufgabegut aber zunächst auf die Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Wal­ zenpresse, so müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: Das frische Aufga­ begut muß eine möglichst homogene Kornverteilung haben, die Aufgabe­ gutmenge soll möglichst gleichmäßig ohne größere Schwankungen sein, die Temperatur des Aufgabematerials darf nicht zu hoch sein, und das Aufga­ bematerial soll keine übergroßen Stücke und auch nicht Fremdmaterial wie z. B. Eisen enthalten. Werden diese Bedingungen nicht eingehalten, ver­ schlechtert sich das Betriebsverhalten der Hochdruck-Walzenpresse, was sich äußert durch schlechtes Guteinzugsverhalten, ungleichmäßiger Gutein­ zug bei wechselnder Aufgabegutkörnung, Klopfen und Schwingen der Wal­ zen und deren Lager, Beschädigung der Walzenoberflächen durch lokale Spitzenpressungen sowie durch besonders scharfkantiges Preßschülpenma­ terial, was einen erhöhten Aufwand an Verschleißschutz, schwere Maschi­ nenausführung, Einschaltung von Desagglomeratoren etc. erforderlich macht.

Andererseits ist aus der o.g. Broschüre Nr. 2-300 der KHD Humboldt We­ dag AG auf Seite 5 auch die sogenannte "Fertigmahlung mit Trocknung" bekannt. Hier geht es um eine Kreislaufmahlanlage mit Prallhammermühle, Sichter und Hochdruck-Walzenpresse, wobei die Prallhammermühle und der Sichter von Heißgas durchströmt sind und das feuchte Frischgut direkt der Prallhammermühle aufgegeben wird. Diese bekannte Mahltrocknungsanlage ist aber nur in der Lage, aus feuchten Rohmaterialien Zementrohmehl her­ zustellen. Keinesfalls ist diese bekannte Mahlanlage in der Lage, aus Ze­ mentklinker Fertigzement zu ermahlen, der eine wesentlich höhere Feinheit sowie auch eine andere Kornverteilung aufweisen muß als Zementrohmehl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreislaufmahlanlage zur Mahlung von sprödem Mahlgut, insbesondere zur Mahlung von Zement­ klinker zu Zement zu schaffen, mit Einsatz der energiesparenden Gutbett­ zerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse, deren Verfügbarkeit wegen der o.g. Gründe nicht beeinträchtigt ist, und in jedem Fall mit Einsatz einer Ku­ gelmühle, schon um den von den Zementwerksbetreibern nach wie vor ge­ wünschten Kugelmühlen-Zement niedrigen Wasseranspruches herstellen zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Maßnahmen des Kennzeich­ nungsteils des Anspruchs 1 gelöst.

Während bei den bisher bekannten Kreislaufmahlanlagen mit Gutbettzerklei­ nerungs-Hochdruck-Walzenpresse und mit Kugelmühle die Walzenpresse immer die Vormühle und die Kugelmühle die Nachmühle gewesen ist, ist bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlanlage umgekehrt die Kugelmühle die Vormühle und die Hochdruck-Walzenpresse die Nachmühle, d. h. der Zulauf des frischen Aufgabegutes steht mit dem Guteinlauf nicht der Wal­ zenpresse, sondern der Kugelmühle in Verbindung, deren Austrag zum Sichter führt, dessen Grobgutaustrag in die Hochdruck-Walzenpresse ge­ langt, deren Preßschülpenmaterial zusammen mit dem frischen Aufgabegut zum Guteinlauf der Kugelmühle geführt ist. Bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlanlage wird auf den Einsatz einer mit Mahlkörpern gefüllten Kugelmühle absichtlich nicht verzichtet, weil diese notwendig ist, um die Qualität eines Kugelmühlen-Zements zu erreichen, besonders wenn das Ku­ gelmühlen-Aufgabegut Preßschülpen enthält, die aus plattigen scharfkantigen Partikeln zusammengesetzt sind. Weil die Kugelmühle nur als Vormühle eingesetzt wird, kann sie so klein wie möglich gehalten werden, so daß der Nachteil der geringen Energieausnutzung in Kugelmühlen nicht wesentlich zum Tragen kommt. Mahlgut, das in der Kugelmühle nicht ausreichend ge­ mahlen worden ist, wird dann im nachgeschalteten Sichter als Grobgut (Sichtergrieße) abgetrennt und in der im Kreislauf als Nachmühle nachge­ schalteten Hochdruck-Walzenpresse der energiesparenden Gutbettzerkleine­ rung unterworfen, deren Preßschülpen zum Guteinlauf der Kugelmühle re­ zirkuliert werden, wo das frische Aufgabegut vorzerkleinert und die rezir­ kulierten Preßschülpen desagglomeriert und gemahlen werden. Ist das Auf­ gabegut Zementklinker, wird aus dem Sichter als Feingut in jedem Fall der gewünschte Kugelmühlen-Zement abgezogen.

Wird wie bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlschaltung die möglichst klein gebaute Kugelmühle als Vormühle genutzt, so werden damit im we­ sentlichen die Vorteile erreicht, Überkorn und Fremdmaterialien wie z. B. Eisenteile im frischen Aufgabegut wirkungsvoll schon in der Kugelmühle zurückzuhalten, die Kugelmühle (im Gegensatz zur Hochdruck-Walzenpres­ se) auch mit heißem Aufgabegut beaufschlagen zu können, die Kugelmühle als Desagglomerator für die Preßschülpen der Walzenpresse zu nutzen, die Beaufschlagung des Sichters mit scharfkantigem Schülpenmaterial zu ver­ meiden und die Hochdruck-Walzenpresse mit gleichmäßiger Gutaufgabe homogener Körnung beaufschlagen zu können.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann ein Teilstrom des Preß­ schülpenmateriales direkt zur Gutaufgabe der Hochdruck-Walzenpresse re­ zirkuliert werden, um ggf. das Einzugsverhalten der Walzenpresse noch zu verbessern.

Handelt es sich beim frischen Aufgabegut zur Kugelmühle nicht um Ze­ mentklinker, sondern um beispielsweise feuchtes Zementrohmaterial, so können zwecks Durchführung einer Mahltrocknung die Kugelmühle und ggf. auch noch der nachgeschaltete Sichter von einem Heißgas durchströmt sein, das die Feuchte des Mahlgutes aufnimmt.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt schematisch die Schaltung einer Kreislaufmahlanlage, umfassend eine Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10), eine Drehrohrmühle bzw. Kugelmühle (11) sowie einen Sichter (12), dessen Grieße bzw. Grobgut (13) im Mahlkreislauf rezirkuliert werden, während das Sichterfeingut (14) als Fertigprodukt aus dem Mahlkreislauf abgezogen wird. Die erfindungsgemäße Kreislaufmahlanlage kann zur Mahlung von allen möglichen spröden Materialien verwendet werden, und sie kann insbe­ sondere zur Mahlung von Zementklinker zu fertig feinem Zement eingesetzt werden. Charakteristisch für die erfindungsgemäße Kreislaufmahlanlage ist, daß die Kugelmühle (11) die Vormühle und die Hochdruck-Walzenpresse (10) die Nachmühle ist, d. h. der Zulauf (15) des frischen Aufgabegutes, z. B. Zementklinkers, steht mit dem Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) in Verbindung, deren Austrag (17) über ein Förderorgan wie z. B. Becherwerk (18) zum Sichter (12) führt, dessen Grobgutaustrag (13) in den Aufgabe­ schacht der Hochdruck-Walzenpresse (10) gelangt, deren Preßschülpenma­ terial (19) zusammen mit dem frischen Aufgabegut (15) in den Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) eingeführt wird. Der aus dem Sichter (12) zu­ sammen mit dem Sichtluftstrom abgezogene fertig feine Zement (14) ist ein von den Zementwerksbetreibern nach wie vor gewünschter Kugelmühlen- Zement, der sich im Vergleich zum sogenannten Walzenpressen- bzw. Rol­ lenpressen-Zement durch eine flachere Kornverteilungskurve, durch eine abgerundete Kornform sowie durch einen niedrigeren Wasseranspruch aus­ zeichnet. Die Dimensionierung der Kugelmühle (11) wird so klein wie mög­ lich gehalten, und ein Großteil der Mahlarbeit des gesamten Mahlprozesses wird in der energiesparenden Hochdruck-Walzenpresse (10) geleistet, deren Gutaufgabeschacht mit den Sichtergrießen (13) gefüllt wird, welche im Wal­ zenspalt der Walzenpresse (10) die energiesparende Gutbettzerkleinerung erfahren. Bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlanlage hat also die Ku­ gelmühle (11) als Vormühle nur einen Bruchteil der gesamten Mahlarbeit zu leisten.

Würde man statt dessen die gesamte Mahlarbeit in nur einer einzigen Ku­ gelmühle (ohne weitere Mühle) leisten, so läge deren spezifischer Ener­ giebedarf in kWh/t um mehr als 30% höher als die Summe, die sich aus der Addition der spezifischen Energieverbräuche der Mühlen (11 und 10) bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlanlage ergibt.

Wie in der Zeichnung mit gestrichelter Linie angedeutet, kann ein Teilstrom (20) des Preßschülpenmateriales zur Gutaufgabe der Hochdruck-Walzen­ presse (10) rezirkuliert werden, wodurch dieses Gut mehrmals die energie­ sparende Gutbettzerkleinerung erfährt.

Die erfindungsgemäße Kreislaufmahlanlage kann auch zur Mahltrocknung herangezogen werden, z. B. zur Mahlung und Trocknung von feuchtem Zementrohmaterial. In diesem Falle kann dann die Kugelmühle (11) sowie ggf. auch der Sichter (12) sowie auch noch ggf. das Förderorgan (18) von einem Heißgasstrom durchströmt sein.

Claims (2)

1. Kreislaufmahlanlage zur Mahlung von sprödem Mahlgut, insbesondere zur Mahlung von Zementklinker zu Zement, mit einer Gutbettzerklei­ nerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10), mit einer Kugelmühle (11) und mit einem Sichter (12) mit Abzug des Fertigprodukts (14) aus dem Kreislauf und mit Rezirkulierung des Sichtergrobgutes (13) im Kreis­ lauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelmühle (11) die Vormühle und die Hochdruck-Walzenpresse (10) die Nachmühle ist, d. h. der Zulauf (15) des frischen Aufgabegutes steht mit dem Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) in Verbindung, deren Austrag (17) zum Sichter (12) führt, dessen Grobgutaustrag (13) in die Hochdruck-Walzenpresse (10) gelangt, deren Preßschülpenmaterial (19) zusammen mit dem fri­ schen Aufgabegut (15) zum Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) ge­ führt ist.

2. Kreislaufmahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom (20) des Preßschülpenmateriales zur Gutaufgabe der Hochdruck-Walzenpresse (10) rezirkuliert ist.