EP2207619B1 - Method of, and apparatus for, the preliminary grinding and finishing of mineral and non-mineral materials - Google Patents

Method of, and apparatus for, the preliminary grinding and finishing of mineral and non-mineral materials Download PDF

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EP2207619B1
EP2207619B1 EP08804515.8A EP08804515A EP2207619B1 EP 2207619 B1 EP2207619 B1 EP 2207619B1 EP 08804515 A EP08804515 A EP 08804515A EP 2207619 B1 EP2207619 B1 EP 2207619B1
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Abstract

In the coarse and fine grinding of mineral and non-mineral materials, e.g. limestone, cement clinker, blast-furnace slag, old concrete or ashes, the grinding material, usually including new and recirculated stock, is fed as a defined and laterally bounded material layer (4) of predetermined thickness from a material feed container (3), belonging to the comminuting apparatus, by way of a roller-type or rotary-vane feeder (9), which is arranged at the outlet and can be changed in a stepless manner in respect of its rotational speed, onto the vertex of the laterally rimmed (45), driven, bottom roller (1), accelerated to the roller speed and transported continuously into the gap formed (5) with the upper roller (2), arranged in an offset manner above the driven roller (1), is subjected to hydropneumatic loading using specific compressive forces of 2 to 7.5 kN/mm and is then deagglomerated within the comminuting apparatus by a preferably high-speed rotary crusher (10). This results in good utilization of energy and in low mechanical structural, servicing and maintenance outlay. Usage over a wide spectrum for comminuting different materials is made possible, and linear throughput and speed behavior both in partial-load operation and with high mass throughputs can be realized.

Description

    Technisches GebietTechnical area
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vor- und Fertigmahlung von mineralischen und nichtmineralischen Materialien mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen und eine dazugehörige Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 8 genannten Merkmalen.The invention relates to a method for pre and final grinding of mineral and non-mineral materials with the features mentioned in the preamble of claim 1 and an associated device with the features mentioned in the preamble of claim 8.
  • Stand der TechnikState of the art
  • Die Vormahlung und Fertigmahlung von vorzugsweise harten und spröden Materialien, wie z.B. Kalkstein, Zementklinker, Hüttensand, Altbeton oder Aschen, erfolgt traditionell in Kugelmühlen und in neuerer Zeit mit zunehmendem Trend in Vertikal-Rollenmühlen sowie auch in Hochdruck-Rollenmühlen.The pre-grinding and finish-grinding of preferably hard and brittle materials, e.g. Limestone, cement clinker, blastfurnace slag, old concrete or ashes, traditionally takes place in ball mills and more recently with increasing trend in vertical roller mills as well as in high-pressure roller mills.
  • Aus der DE 27 08 053 B2 ist eine als Gutbett-Walzenmühle bezeichnete Hochdruck-Rollenmühle bekannt, bei der die Zerkleinerung des Materials durch einmalige Druckbeanspruchung zwischen zwei Flächen bei Drücken weit über 50 MPa im Spalt von zwei gegenläufig angetriebenen zylindrischen Walzen erfolgt.From the DE 27 08 053 B2 is known as a high-pressure roller mill known as a high-pressure roller mill, in which the crushing of the material by a single compressive stress between two surfaces at pressures well above 50 MPa in the gap of two counter-rotating cylindrical rollers.
  • Nachteilig ist, dass die Hochdruck-Rollenmühle mit sehr hohen Drücken arbeitet, die nur bedingt einstellbar sind und zu einer aufwendigen und sehr schweren Maschinenkonstruktion führen. Außerdem besitzt die Hochdruck-Rollenmühle ein ungünstiges Durchsatz-Geschwindigkeitsverhalten. Die Durchsatzkennlinie der Hochdruck-Rollenmühle ist nichtlinear, d.h. in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften sowie von der Geometrie der Beanspruchungsflächen geht der Durchsatz mit zunehmender Umfangsgeschwindigkeit. bei gleichzeitigem Anstieg des spezifischen Energiebedarfs stark zurück. Große Durchsätze sind deshalb nur über die Verbreiterung der Mahlrollen bei proportionaler Zunahme der Presskräfte möglich, was jedoch maschinentechnisch begrenzt ist.The disadvantage is that the high-pressure roller mill works with very high pressures, which are only conditionally adjustable and lead to a complex and very heavy machine design. In addition, the high-pressure roller mill has an unfavorable throughput speed behavior. The flow rate characteristic of the high pressure roller mill is non-linear, i. Depending on the material properties and on the geometry of the stress surfaces, the throughput increases with increasing peripheral speed. sharply lower with a simultaneous increase in specific energy requirements. Large throughputs are therefore only possible by broadening the grinding rollers with a proportional increase in pressing forces, but this is limited by machine technology.
  • Zur Verbesserung der Arbeitsweise als auch der Energieausnutzung von Vertikal-Rollenmühlen sowie Hochdruck-Rollenmühlen wurde gemäß der EP 1 073 523 B1 ein Verfahrensprinzip vorgeschlagen, nach welchem das zu zerkleinernde Material als definierte Schicht auf einem umlaufenden Plattenband präpariert, in den gebildeten Spalt zwischen einer hydropneumatisch auf die Materialschicht angestellten Rolle und einem bewegten Plattenband horizontal eingeschleust und unter Anwendung von spezifischen Druckkräften im Bereich von 6 bis 30 MPa bzw. 600 bis 3000 kN/m2 beansprucht wird. Umfangreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass dieses Verfahrensprinzip und die dazugehörige Vorrichtung, als Band- Rollenmühle bezeichnet, aufgrund technischer Grenzen sowohl die Vertikal-Rollenmühle als auch die Hochdruck- Rollenmühle nicht ersetzen kann.To improve the operation as well as the energy utilization of Vertical roller mills and high-pressure roller mills were made according to the EP 1 073 523 B1 proposed a method principle according to which the material to be comminuted prepared as a defined layer on a rotating plate belt, introduced horizontally into the gap formed between a hydropneumatically employed on the material layer roll and a moving plate belt and using specific compressive forces in the range of 6 to 30 MPa or 600 to 3000 kN / m 2 is claimed. Extensive research has shown that this process principle and the associated device, referred to as belt roller mill, can not replace both the vertical roller mill and the high-pressure roller mill due to technical limitations.
  • Erstens, stellt die Beanspruchung einer Materialschicht unter Anwendung von spezifischen Druckkräften im Bereich zwischen 600 und 3000 kN/m2 eine unzulässige Einschränkung dar.First, the stress on a layer of material using specific compressive forces in the range between 600 and 3000 kN / m 2 is an unacceptable limitation.
  • Zweitens, erfordert die Materialeinschleusung einer auf einem umlaufenden Plattenband präparierten Materialschicht einen großen technischen Aufwand, da das Plattenband für die hohen Druckbeanspruchungen in der Beanspruchungszone mit ausgelegt werden muss, wodurch zur Beherrschung des Verschleißes sowohl des Zugorgans als auch der Beplattung sowie auch zur Begrenzung von Lärmbelästigungen signifikante Geschwindigkeits- und Durchsatzreduzierungen hingenommen werden müssen.Secondly, the material injection of a prepared on a rotating slat strip material layer requires great technical effort, since the slat strip must be designed for the high compressive stresses in the stress zone, which to control the wear of both the traction device and the plating and also to limit noise pollution significant speed and throughput reductions must be accepted.
  • Drittens, führt die Materialeinschleusung unter Verwendung eines über die angetriebene, untere Rolle gezogenen Plattenbands zu hohen maschinentechnisch bedingten Verlusten.Third, material injection using a plate belt drawn over the driven lower roll results in high machine-related losses.
  • Viertens, beeinträchtigt die Anordnung einer hydro-pneumatisch auf das waagerecht geführte Plattenband angestellten Mahlrolle den Materialeinzug, sodass es zu Materialstaus und Materialüberläufen kommen kann.Fourth, the arrangement of a grinding roller mounted hydro-pneumatically on the horizontally guided plate belt impairs the material feed, so that material jams and material overflows can occur.
  • Aus der DE 38 23 929 A1 ist eine Walzenpresse mit einer Antriebswalze und zwei kleineren versetzt angeordneten Mitläuferwalzen bekannt. Das Mahlgut fällt von dem abgabeseitigen Ende eines Förderbandes in den durch die Antriebswalze und die erste Mitläuferwalze gebildeten Walzenspalt. Alternativ kann das Mahlgut auch mittels eines Fallrohres in den Walzenspalt befördert werden. Das komprimierte Mahlgut wird danach mit Rückführgut vermengt und dann dem zweiten Walzenspalt, der aus der Antriebswalze und der zweiten Mitläuferwalze gebildet wird, zugeführt, wodurch das Produkt bis zur gewünschten Produktfeinheit gemahlen wird. Die Mahlpressdrücke sind einstellbar auf Werte von zwischen 50 und 600 MPa.From the DE 38 23 929 A1 is a roller press with a drive roller and two smaller staggered idler rollers known. The ground material falls from the discharge end of a conveyor belt in the through the drive roller and the first idler roller formed nip. Alternatively, the material to be ground can also be conveyed into the nip by means of a downpipe. The compressed material to be ground is then mixed with recycled material and then the second nip, which is formed from the drive roller and the second idler roller, fed, whereby the product is ground to the desired product fineness. The grinding pressures are adjustable to values of between 50 and 600 MPa.
  • Aus der DE 28 30 864 A1 ist eine Walzenmühle mit einer Festwalze, einer vertikal versetzten Spielwalze und einer Gutaufgabeeinrichtung bekannt, wobei die durch die Mittelpunkte der beiden Walzen definierte Gerade mit der Horizontalen einen Winkel von zwischen 35 und 75 Grad einschließt. Das abgabeseitige Ende der Gutaufgabeeinrichtung befindet sich über dem obersten Umfangsbereich der tiefer angeordneten Festwalze. Ein Schieber dient zur Einstellung der Höhe der Gutschicht, die dem Walzenspalt zugeführt wird. Die Gutaufgabeeinrichtung kann mindestens ein bewegliches Element aufweisen, das dem Mahlgut eine Bewegungskomponente in Richtung der Walzenbewegung erteilt, so dass das Mahlgut schneller die Umfangsgeschwindigkeit der Walze erreicht.
    Weiter ist aus der FR 1 058 697 A eine Mahlvorrichtung bzw Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 bzw Anspruch 1 bekannt.
    From the DE 28 30 864 A1 is a roller mill with a hard roller, a vertically offset play roller and a material application device known, wherein the defined by the centers of the two rolls line with the horizontal forms an angle of between 35 and 75 degrees. The discharge-side end of the crop-feeding device is located above the uppermost peripheral region of the lower-mounted fixed roller. A slider is used to adjust the height of the material layer, which is fed to the nip. The material application device can have at least one movable element which gives the material to be ground a component of movement in the direction of the roll movement, so that the material to be ground reaches the circumferential speed of the roller more quickly.
    Next is from the FR 1 058 697 A a grinding device or method according to the preamble of claim 8 or claim 1 known.
  • Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur Vor- und Fertigmahlung von mineralischen und nichtmineralischen Materialien, wie z.B. Kalkstein, Zementklinker, Hüttensand, Altbeton oder Aschen, zu schaffen, das/die sich durch eine hohe Energieausnutzung sowie durch einen niedrigen maschinellen Bau-, Wartungs- und Instandhaltungsaufwand auszeichnet, in einem breiten Bereich zur Zerkleinerung von unterschiedlichen Materialien einsetzbar ist und ein lineares Durchsatz-Geschwindigkeitsverhalten sowohl im Teillastbetrieb als auch unter den Bedingungen hoher Massedurchsätze. realisiert.The object of the invention is to provide a method and associated apparatus for pre- and final grinding of mineral and non-mineral materials, such as e.g. Limestone, cement clinker, blastfurnace slag, old concrete or ashes, which / is characterized by a high energy efficiency and low mechanical construction, maintenance and repair costs, can be used in a wide range for the crushing of different materials and a linear throughput -Speed behavior in both part-load and high mass flow conditions. realized.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung verfahrensmäßig mit den Maßnahmen nach Anspruch 1 und vorrichtungsmäßig mit den Maßnahmen nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention procedurally with the measures of claim 1 and device with the measures of claim 8. Advantageous embodiments of Invention are specified in the subclaims.
  • Dadurch, dass die Mahlbahngeschwindigkeit der unteren Rolle höher als die Aufgabegeschwindigkeit des Mahlguts ist, wird zum Einen erreicht, dass die Schichtdicke des Mahlgutes homogener wird, und zum Anderen wird vermieden, dass sich Materialanhäufungen durch Rückstau im Bereich des abgabeseitigen Endes der Aufgabeeinrichtung bilden.The fact that the Mahlbahngeschwindigkeit the lower roll is higher than the feed rate of the ground material, on the one hand ensures that the layer thickness of the ground material is homogeneous, and on the other hand it is avoided that accumulations of material form by backflow in the region of the discharge side end of the feeder.
  • Das in der Regel aus Frisch- und Umlaufgut bestehende Mahlgut wird aus einer zur Zerkleinerungsvorrichtung gehörenden Materialaufgabe als definierte und seitlich begrenzte Materialschicht mit vorgegebener Dicke im Bereich des Scheitels der mit seitlichen Borden versehenen angetriebenen, unteren Rolle aufgegeben, auf Rollengeschwindigkeit beschleunigt und kontinuierlich in den Spalt, der mit der versetzt über der angetriebenen Rolle angeordneten oberen Rolle gebildet wird, transportiert, hydropneumatisch unter Anwendung von spezifischen Druckkräften von 2 bis 7,5 kN/mm (Kraft / Länge des Walzenspalts) beansprucht und anschließend durch einen vorzugsweise schnell laufenden Schlagrotor innerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung desagglomeriert. Auf den Desagglomerator kann dann verzichtet werden, wenn die neue Zerkleinerungsvorrichtung, z.B. als Vormühle im Verbund mit einer Kugelmühle, geschaltet ist.The regrind, which as a rule consists of fresh material and circulating material, is fed from a material feed belonging to the comminution device as a defined and laterally bounded material layer with a predetermined thickness in the region of the top of the driven, lower roller, accelerated to roller speed and continuously into the gap , which is formed with the offset above the driven roller upper roller, transported, hydropneumatically using specific compressive forces of 2 to 7.5 kN / mm (force / length of the nip) claimed and then by a preferably fast-running impact rotor within the Disintegrator disagglomerated. The deagglomerator can then be dispensed with if the new comminution device, e.g. as Vormühle in conjunction with a ball mill, is connected.
  • Die Vorrichtung besteht aus zwei übereinander angeordneten Rollen, von denen nur die untere Rolle oder beide Rollen angetrieben werden. Die obere Rolle ist vertikal versetzt gegenüber der unteren Rolle angeordnet und wird hydro-pneumatisch auf die Material belegte Beanspruchungsfläche der unteren Rolle angestellt. Die Aufgabeeinrichtung kann dem Mahlgut bereits eine Bewegungskomponente in Drehrichtung der Festwalze erteilen, wobei die Mahlbahngeschwindigkeit der Festwalze vorzugsweise zwischen 3% und 5% höher ist als die Geschwindigkeit des aufgegebenen Mahlgutes. Das beanspruchte Material, das mehr oder weniger agglomeriert aus dem Rollenspalt austritt, wird schließlich einem unmittelbar nachgeschalteten Desagglomerator zugeführt.The device consists of two superimposed rollers, of which only the lower roller or both rollers are driven. The upper roller is vertically offset from the lower roller and is hydro-pneumatically applied to the material occupied load surface of the lower roller. The feeding device can already impart to the millbase a component of motion in the direction of rotation of the hard roller, wherein the grinding path speed of the hard roller is preferably between 3% and 5% higher than the speed of the abandoned millbase. The claimed material, which emerges more or less agglomerated from the roller gap, is finally fed to a directly downstream deagglomerator.
  • Vorzugsweise kann die obere Rolle durch ihren eigenen Antrieb beim Anfahren der Mahlvorrichtung zusätzlich beschleunigt werden, oder während des Mahlvorgangs mit einer anderen Geschwindigkeit als die untere Rolle bewegt werden, so dass durch die Relativbewegung der beiden Rollen auf das Mahlgut eine zusätzliche Scherkraft ausgeübt wird.Preferably, the upper roller by its own drive Approaching the grinding device can be additionally accelerated, or moved during the grinding process at a different speed than the lower roller, so that an additional shear force is exerted by the relative movement of the two rollers on the ground material.
  • Bevorzugt ist die obere Rolle um 60 bis 90 Grad noch bevorzugter um 80 Grad zur Horizontalen entgegen der Drehrichtung der unteren Rolle versetzt angeordnet.Preferably, the upper roller is arranged offset by 60 to 90 degrees, more preferably by 80 degrees to the horizontal against the direction of rotation of the lower roller.
  • Vorzugsweise erfolgt die Beanspruchung der Materialschicht unter Anwendung von einstellbaren spezifischen Mahlkräften von 2 bis 7,5 kN/mm und besonders bevorzugt von 4 bis 7 kN/mm (Kraft / Länge des Walzenspalts).Preferably, the stress of the material layer is made using adjustable specific grinding forces of 2 to 7.5 kN / mm and more preferably 4 to 7 kN / mm (force / length of the nip).
  • Vorzugsweise wird bei Einhaltung einer maximal möglichen Materialschichtdicke der Materialdurchsatz durch den Rollenspalt über eine stufenlose Veränderung der Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Rolle geregelt.Preferably, while maintaining a maximum possible material layer thickness of the material throughput is controlled by the roller gap via a stepless change in the peripheral speed of the driven roller.
  • Vorzugsweise wird bei der Fertigmahlung der Materialanteil mit Überkorngröße dem Zerkleinerungs-Prozess wieder zugeführt, wobei der Massestrom des Umlaufguts durch Regelung des dem Mahlprozess zugeführten Frischguts konstant gehalten wird.In the case of the final grinding, the proportion of material with oversize size is preferably returned to the comminution process, the mass flow of the circulating product being kept constant by regulation of the fresh material fed to the grinding process.
  • Vorzugsweise ist in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften und dem gewünschten Zerkleinerungsergebnis die mit der oberen Rolle übertragene Mahlkraft während des Mahlprozesses geregelt einstellbar.Preferably, depending on the material properties and the desired crushing result, the grinding force transmitted with the upper roll can be regulated during the milling process.
  • Vorzugsweise wird mittels der Materialaufgabeeinrichtung ein zur Umfangsgeschwindigkeit der Rollen proportionaler Massestrom mit annähernd konstanter Schichtdicke im Scheitelbereich der unteren Rolle zugeführt.Preferably, by means of the material feeding device, a mass flow proportional to the peripheral speed of the rollers is supplied with an approximately constant layer thickness in the apex region of the lower roller.
  • Vorzugsweise wird in Abhängigkeit von der zu lösenden Zerkleinerungsaufgabe die obere Rolle mit einem bestimmten Nullspalt auf die untere Rolle angestellt..Preferably, depending on the crushing task to be performed, the upper roll is set at a certain zero gap on the lower roll.
  • Vorzugsweise wird das zum Zwecke der Vorzerkleinerung und Trocknung von feuchtem Aufgabematerial in einen Vorzerkleinerer zugeführte Heißgas anschließend als Sichtluft im Sichter verwertet.Preferably, the hot gas supplied for the purpose of pre-shredding and drying moist feed material into a pre-shredder is subsequently utilized as a classifying air in the classifier.
  • Vorzugsweise wird dem Rollenspalt das Umlaufgut mit zugemischtem Frischgut zugeführt.Preferably, the circulating material is admixed with the roller gap Fresh food supplied.
  • Vorzugsweise wird der Massestrom des Umlaufguts über eine in einem Becherwerk integrierte Durchlaufmesseinrichtung gemessen.Preferably, the mass flow of the circulating material is measured via a continuous measuring device integrated in a bucket elevator.
  • Vorzugsweise wird die Dicke der Materialschicht vor ihrer Beanspruchung im Rollenspalt während des Betriebes kontinuierlich gemessen und visualisiert.Preferably, the thickness of the material layer is continuously measured and visualized before its use in the roller gap during operation.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Materialaufgabeeinrichtung einen am Auslauf angeordneten und in seiner Drehzahl stufenlos veränderbaren Walzen- oder Zellenradaufgeber.In a preferred embodiment, the material feeding device comprises a roller or feeder provided at the outlet and infinitely variable in its speed.
  • Vorzugsweise beträgt das Durchmesserverhältnis der angetriebenen, unteren Rolle zur oberen Rolle 1,0 bis 2,0 und besonders bevorzugt 1,0 bis 1,5.Preferably, the diameter ratio of the driven lower roll to the upper roll is 1.0 to 2.0, and more preferably 1.0 to 1.5.
  • Vorzugsweise ist zur Erzeugung der Mahlkraft die untere Rolle über ein Hebelsystem mit wenigstens einem Hydraulikzylinder verbunden.Preferably, for generating the grinding force, the lower roller is connected via a lever system with at least one hydraulic cylinder.
  • Vorzugsweise besteht die im Scheitelbereich oberhalb der unteren Rolle angeordnete Materialaufgabe und Austragseinrichtung aus einem Füllstand gesteuerten Materialaufgabebehälter mit einer am Materialauslauf angeordneten rotierenden Aufgabeeinrichtung, beispielsweise einem Walzenaufgeber.The material feed and discharge device arranged in the apex region above the lower roll preferably consists of a material feed container controlled by a filling level with a rotating feed device, for example a roll feeder, arranged on the material outlet.
  • Vorzugsweise sind beidseitig an den Stirnflächen der unteren Rolle zur seitlichen Begrenzung der Materialschicht austauschbare Borde angeordnet. Die Borde können segmentiert sein.Preferably, on both sides of the end faces of the lower roller for lateral delimitation of the material layer exchangeable shelves are arranged. The shelves can be segmented.
  • Vorzugsweise sind die Beanspruchungsflächen der Rollen verschleißgeschützt ausgeführt und durch Auftragschweißung oder mechanische Bearbeitung strukturiert.Preferably, the stress surfaces of the rollers are wear-resistant and structured by build-up welding or mechanical machining.
  • Vorzugsweise ist die angetriebene untere Rolle in Lagerkörpern gelagert und zusammen mit dem stirnseitigen Gehäuseteil horizontal verschiebbar angeordnet.Preferably, the driven lower roller is mounted in bearing bodies and arranged horizontally displaceable together with the front-side housing part.
  • Vorzugsweise ist der Walzenaufgeber federnd in einer höhenverstellbaren Schwinge zur Einstellung der Schichtdicke der Materialschicht gelagert.Preferably, the roller feeder is resiliently mounted in a height-adjustable rocker for adjusting the layer thickness of the material layer.
  • Vorzugsweise ist dem Materialaufgabebehälter ein in seiner Drehzahl stufenlos einstellbarer Zellenradaufgeber nachgeschaltet, an dessen Materialaustrittsseite ein Vorbunker mit einem Schichtdickeneinsteller angeordnet ist.Preferably, the feed hopper is followed by a continuously variable in its speed Zellenradaufgeber on the material outlet side of a Vorbunker with a Schichtdickeneinsteller is arranged.
  • Vorzugsweise sind zur Vermeidung von Anbackungen und Verstopfungen über der schrägen Austragswand des mit einem Walzenaufgeber kombinierten Materialaufgabebehälters eine oder mehrere fliegend gelagerte Reinigungsschnecken nebeneinander angeordnet.Preferably, one or more overhung cleaning worms are arranged side by side to avoid caking and clogging over the sloping discharge wall of combined with a roll feeder material feed container.
  • Der Antrieb der oberen Rolle dient dazu, das Anfahren der Walzenmühle, insbesondere bei großen und schweren Anlagen zu beschleunigen. Es ist dadurch aber auch möglich, die Anpresswalze während des Mahlvorganges gezielt langsamer laufen zu lassen als die Festwalze, wodurch das Mahlgut zusätzlich zum vertikalen Walzendruck noch eine horizontale Scherdruckkomponente erfährt.The drive of the upper roller serves to accelerate the start-up of the roller mill, especially in large and heavy equipment. It is thereby also possible to selectively run the pressure roller during the grinding process slower than the hard roller, whereby the material to be ground in addition to the vertical roller pressure still undergoes a horizontal shear pressure component.
  • Die erfindungsgemäße Lösung, die diese Merkmale realisiert, besitzt zahlreiche weitere Vorteile gegenüber der bekannten Hochdruck-Rollenmühle und Band-Rollenmühle. Die Vorteile der neuen, als Beta-Rollenmühle bezeichneten Zerkleinerungsvorrichtung, bestehen verfahrenstechnisch gesehen darin, dass sowohl in Abhängigkeit vom Material als auch von der zu lösenden Zerkleinerungsaufgabe spezifische Mahlkräfte bis zu 7,5 kN/mm beliebig eingestellt werden können und mit den Parametern der spezifischen Mahlkraft und der Materialschichtdicke das Zerkleinerungsergebnis unabhängig von der Rollengeschwindigkeit festgelegt und konstant gehalten werden kann. Dabei hat es sich besonders bei der Feinmahlung von harten und spröden Materialien wie z.B. Zementklinkern und Hüttensanden als vorteilhaft erwiesen, die Beanspruchung unter Anwendung von hohen spezifischen Mahlkräften immer dann durchzuführen, wenn ein besonders hochwertiges Fertiggut im Kreislauf mit einem Sichter wirtschaftlich bei möglichst niedrigen Umlaufzahlen erzeugt werden soll.The solution according to the invention, which realizes these features, has numerous other advantages over the known high-pressure roller mill and belt roller mill. From a procedural point of view, the advantages of the new crusher, known as a beta roller mill, consist in the fact that specific grind forces of up to 7.5 kN / mm can be set arbitrarily, depending on the material as well as on the grinding task to be solved, and with the parameters of the specific crusher Grinding force and the material layer thickness, the crushing result can be set independently of the roller speed and kept constant. It has particularly in the fine grinding of hard and brittle materials such. Cement clinker and slag sands proved to be advantageous to perform the stress using high specific grinding forces whenever a particularly high-quality finished product in the circuit with a sifter should be produced economically at the lowest possible circulation rates.
  • Maschinentechnisch gesehen, bestehen die Vorteile der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung gegenüber der aus der EP 1 073 523 B1 bekannten Zerkleinerungsvorrichtung darin, dass durch den Wegfall des umlaufenden Plattenbands, indem sowohl die Materialaufgabe, die Präparation der Materialschicht als auch ihr Transport auf die Beanspruchungsfläche der angetriebenen, unteren Rolle übertragen wird, der technische Aufwand im entscheidenden Maße reduziert werden kann, durch Herabsetzung der maschinentechnischen Verluste, ausgedrückt durch die Größe des Leerlaufdrehmoments, nachweislich eine Verbesserung der Energieausnutzung bei der Zerkleinerung um den Faktor 1,3 bis 1,4 erzielt wird und damit sowohl die Beschränkungen hinsichtlich der anzuwendenden spezifischen Mahlkräfte als auch der Mahlbahngeschwindigkeiten aufgehoben werden können. In Abhängigkeit von der Mahlbarkeit des Materials und der zu lösenden Zerkleinerungsaufgabe können spezifische Mahlkräfte bis zu 7,5 kN/mm bei voller Ausnutzung des linearen Durchsatz- Geschwindigkeitsverhaltens bis zu Mahlbahngeschwindigkeiten von 3m/s und darüber hinaus zur Anwendung kommen. Daraus folgt wiederum, dass die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung durch ihre vorzügliche Eignung für hohe Mahlbahngeschwindigkeiten im Vergleich zur Hochdruck- Rollenmühle und Bandrollenmühle für hohe Durchsätze geeignet, verhältnismäßig klein und vor allem wesentlich leichter baut. Darüber hinaus wird durch den Wegfall des umlaufenden Plattenbands und des hoch beanspruchten Zugorgans der Verschleiß der neuen Zerkleinerungsvorrichtung auf die Beanspruchungsflächen von zwei übereinander angeordneten und horizontal gelagerten Rollen beschränkt, wodurch sich nicht nur der Wartungs- und Instandhaltungsaufwand verringern, sondern auch die Verfügbarkeit der Vorrichtung wesentlich verbessert wird.From a technical point of view, the advantages of the shredding device according to the invention over that of the EP 1 073 523 B1 known crushing device in that by the elimination of the rotating plate belt, by both the material application, the preparation of the material layer as well as their transport to the stress surface of the driven lower roller is transmitted, the technical complexity can be significantly reduced by reducing the mechanical losses, expressed by the size of the idling torque, an improvement in energy efficiency in comminution by a factor of 1.3 to 1.4 is achieved and thus both the Restrictions on the applicable specific grinding forces and the Mahlbahngeschwindigkeiten can be lifted. Depending on the grindability of the material and the grinding task to be solved, specific grinding forces of up to 7.5 kN / mm can be used with full utilization of the linear throughput speed behavior up to grinding speeds of 3m / s and beyond. It follows in turn that the crushing device according to the invention by its excellent suitability for high Mahlbahngeschwindigkeiten compared to the high-pressure roller mill and belt roller mill suitable for high throughputs, relatively small and, above all, much easier builds. In addition, the elimination of the rotating plate belt and the highly stressed tension member of the wear of the new crushing device is limited to the stress surfaces of two superimposed and horizontally mounted rollers, thereby reducing not only the maintenance and repair costs, but also the availability of the device essential is improved.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiche Materialien mit einem Durchsatz von bis zu 500 t/h und harte Materialien mit einem Durchsatz von bis zu 130 t/h verarbeiten.The device according to the invention can process soft materials with a throughput of up to 500 t / h and hard materials with a throughput of up to 130 t / h.
  • Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
  • Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die dazu gehörigen Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1: die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung;
    • Fig. 2: eine vergleichende Gegenüberstellung des Durchsatz,- Leistungs- und Geschwindigkeitsverhaltens von Vertikal-Rollenmühle, Hochdruck-Rollenmühle, Band-Rollenmühle und Beta-Rollenmühle,
    • Fig. 3: die erfindungsgemäße Vorrichtung in Kreislaufschaltung mit einem Hochleistungssichter;
    • Fig. 4: die erfindungsgemäße Vorrichtung in Kreislaufschaltung mit einem Hochleistungssichter, speziell für die Verarbeitung von trockenem Hüttensand;
    • Fig. 5: die erfindungsgemäße Vorrichtung in Kreislaufschaltung mit einem Hochleistungssichter und vorgeschalteten Steigrohrtrockner, speziell für die Verarbeitung von feuchtem Hüttensand;
    • Fig. 6: die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbundschaltung mit einer beheizbaren Prall-Hammermühle und einem sowohl pneumatisch als auch mechanisch beaufschlagbaren Hochleistungssichter zur Vorzerkleinerung und Mahltrocknung von feuchtem und grobstückigem Aufgabegut;
    • Fig. 7: eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung mit integrierter Materialaufgabe- und Austragseinrichtung sowie Desagglomerator;
    • Fig. 8: eine Variante der erfindungsgemäßen Materialaufgabe- und Austragseinrichtung mit Walzenaufgeber;
    • Fig. 9: eine Variante der erfindungsgemäßen Materialaufgabe-und Austragseinrichtung mit Zeilenradaufgeber und
    • Fig. 10: die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung, wobei die obere Rolle um etwa 80 Grad zur Horizontalen entgegen der Drehrichtung der unteren Rolle versetzt angeordnet ist.
    The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. The accompanying drawings show:
    • Fig. 1 : the device according to the invention in a schematic representation;
    • Fig. 2 : a comparative comparison of the throughput, performance and speed behavior of vertical roller mill, high-pressure roller mill, belt roller mill and beta roller mill,
    • Fig. 3 the device according to the invention in circuit connection with a High-efficiency separator;
    • Fig. 4 the device according to the invention in circuit connection with a high-performance sifter, especially for the processing of dry blastfurnace slag;
    • Fig. 5 the device according to the invention in circuit connection with a high-performance separator and upstream riser dryer, especially for the processing of moist granulated slag;
    • Fig. 6 : the device according to the invention in conjunction with a heatable impact hammer mill and a both pneumatic and mechanical acted upon high performance separator for pre-crushing and grinding drying of wet and lumpy feed;
    • Fig. 7 a side view of the crushing device according to the invention with integrated material feeding and discharging and disagglomerator;
    • Fig. 8 : a variant of the material feeding and discharging device according to the invention with roller feeder;
    • Fig. 9 : A variant of the material application and discharge device according to the invention with row wheel feeder and
    • Fig. 10 : The device according to the invention in a schematic representation, wherein the upper roller is arranged offset by approximately 80 degrees to the horizontal opposite to the direction of rotation of the lower roller.
  • Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention
  • Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung, bestehend aus zwei horizontal gelagerten und versetzt übereinander angeordneten Rollen 1 und 2, einem integrierten Desagglomerator 10 sowie einer aus einem Materialaufgabebehälter 3 und einem Walzenaufgeber 9 bestehenden Materialaufgabe- und Austragseinrichtung. Die untere Rolle 1 wird entsprechend der in Figur 1 dargestellten Pfeilrichtung.angetrieben. Oberhalb der angetriebenen Rolle 1 und vertikal versetzt zur Rolle 1 ist die Rolle 2 angeordnet. Die obere Rolle 2 wird über ein Hebelsystem 6 hydro-pneumatisch mittels eines Hydraulikzylinders 7 gegen die Rolle 1 angestellt. Die obere Rolle 2, wird unter Reibschluss durch die materialbelegte Beanspruchungsfläche der angetriebenen Rolle 1 geschleppt oder kann über einen eigenen Antrieb verfügen. Das Durchmesserverhältnis der unteren Rolle 1 zur oberen Rolle 2 beträgt vorzugsweise 1,0 bis 2,0 und besonders bevorzugt 1,0 bis 1,5. FIG. 1 shows a schematic representation of the crushing device according to the invention, consisting of two horizontally mounted and offset superposed rollers 1 and 2, an integrated deagglomerator 10 and a consisting of a material feed container 3 and a roll feeder 9 material feeding and discharge. The lower roll 1 is according to the in FIG. 1 shown Pfeilrichtung.angetrieben. Above the driven roller 1 and vertically offset from the roller 1, the roller 2 is arranged. The upper roller 2 is made hydro-pneumatically by means of a hydraulic cylinder 7 against the roller 1 via a lever system 6. The upper roller 2, is frictionally engaged by the material occupied surface of the driven roller 1 or may have its own drive. The diameter ratio of the lower roller 1 to the upper roller 2 is preferably 1.0 to 2.0, and more preferably 1.0 to 1.5.
  • Im Bereich des Scheitels der angetriebenen unteren Rolle 1 ist die Materialaufgabe- und Austragseinrichtung angeordnet. Das Mahlgut, welches sich in einem Füllstand gesteuerten Behälter 3 befindet, gelangt als definierte Materialschicht 4 mit vorgegebener Dicke auf die durch aufgeschraubte Borde 45 seitlich begrenzte Beanspruchungsfläche 11 der angetriebenen Rolle 1, um auf Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt und kontinuierlich in den durch beide Rollen 1 und 2 gebildeten Beanspruchungs- bzw. Rollenspalt 5 transportiert zu werden. Ein dem Materialaufgabebehälter 3 nachgeschalteter und in seiner Drehzahl veränderbarer Walzenaufgeber 9, über dessen schwingende Lagerung jede gewünschte Materialschichtdicke eingestellt werden kann, sorgt dafür, dass dem Beanspruchungs- bzw. Rollenspalt 5 zu jeder Zeit ein geschwindigkeitsproportionaler Massestrom mit annähernd konstanter Schichtdicke zugeführt wird. Als Desagglomerator 10 gelangt ein Schlagrotor zum Einsatz, dessen Lagerungen vorzugsweise auf der verlängerten horizontalen Mittellinie der unteren Rolle 1 positioniert sind, wobei festzuhalten ist, dass nicht bei allen Zerkleinerungsaufgaben ein Desagglomerator notwendig ist. In Abhängigkeit von der Größe der Zerkleinerungsvorrichtung gelangen ein oder zwei Hydraulikzylinder 7 zum Einsatz, an die unmittelbar auch die Stickstoffgefäße 8 zur Systemdämpfung angeschlossen sind.In the region of the vertex of the driven lower roller 1, the material feeding and discharging device is arranged. The millbase, which is in a level controlled container 3, passes as a defined material layer 4 with a predetermined thickness on the laterally delimited by screwed shelves 45 stress surface 11 of the driven roller 1, accelerated to peripheral speed and continuously in by both rollers 1 and 2 formed stress or roller gap 5 to be transported. A roll feeder 9 downstream of the material feed container 3 and variable in its rotational speed, via the oscillating support of which any desired material layer thickness can be set, ensures that the stress or roll gap 5 is supplied with a velocity-proportional mass flow of approximately constant layer thickness at all times. As deagglomerator 10 is a impact rotor is used, the bearings are preferably positioned on the extended horizontal center line of the lower roller 1, it being noted that not in all crushing tasks a deagglomerator is necessary. Depending on the size of the comminuting device, one or two hydraulic cylinders 7 are used, to which the nitrogen containers 8 for system damping are also directly connected.
  • Figur 2 vergleicht in Diagrammdarstellung die Entwicklung des Durchsatzes und spezifischen Energiebedarfs von Vertikal-Rollenmühle 12, Hochdruck-Rollenmühle 13, Band-Rollenmühle 14 und der erfindungsgemäßen Beta-Rollenmühle 15 in Abhängigkeit von der Mahlbahngeschwindigkeit. Während eine Vertikal-Rollenmühle 12 in Abhängigkeit vom Mahltellerdurchmesser und der Geometrie ihrer Mahlwerkzeuge punktuell, d.h. nur in einem einzigen Arbeitspunkt und nur bei einer ganz bestimmten Geschwindigkeit, den maximalen Durchsatz bei bestmöglicher Energieausnutzung liefert, steht bei den anderen Mühlen grundsätzlich auch die Mahlbahngeschwindigkeit als Parameter zur Veränderung des Durchsatzes zur Verfügung. FIG. 2 graphically compares the development of throughput and specific energy requirements of vertical roller mill 12, high-pressure roller mill 13, belt roller mill 14 and beta roller mill 15 according to the invention as a function of the grinding path speed. While a vertical roller mill 12 depending on the Mahltellerdurchmesser and the geometry of their grinding tools selectively, ie only at a single operating point and only at a very specific speed, the maximum throughput at In the case of the other mills, in principle, the grinding path speed is also available as a parameter for changing the throughput.
  • Die geschwindigkeitsproportionale Veränderung des Durchsatzes ist allerdings bei der Hochdruck-Rollenmühle 13 und Band-Rollenmühle 14 begrenzt. Bedingt durch die komplizierten Kräfteverhältnisse aus der Anwendung eines Füllstand gesteuerten Materialüberlaufs, nimmt die Hochdruck-Rollenmühle 13 in Abhängigkeit von der Strukturierung der Beanspruchungsflächen sowie des zu beanspruchenden Materials bereits ab Rollengeschwindigkeiten von 1,0 m/s ein mehr oder weniger degressives Durchsatz-Geschwindigkeitsverhalten an. Da dieses Verhalten zugleich mit einem progressiven Anstieg des spezifischen Energiebedarfs verbunden ist, sind bei der Hochdruck-Rollenmühle 13 die Umfangsgeschwindigkeiten aus rein wirtschaftlichen Gründen auf 1,0 bis 1,5 m/s begrenzt.However, the speed-proportional change in throughput is limited in the high-pressure roller mill 13 and belt roller mill 14. Due to the complicated balance of forces resulting from the use of a level-controlled material overflow, the high-pressure roller mill 13, depending on the structuring of the stress surfaces and the material to be stressed, assumes a more or less declining throughput speed behavior already at roller speeds of 1.0 m / s , Since this behavior is also associated with a progressive increase in the specific energy requirement, in the high-pressure roller mill 13, the peripheral speeds are limited to 1.0 to 1.5 m / s for purely economic reasons.
  • Aus im Wesentlichen technischen Gründen ist allerdings auch die Band-Rollenmühle 14 nicht in der Lage, in einem weiten Geschwindigkeitsbereich betrieben werden zu können. In erster Linie aus Verschleißgründen, aber auch aus Gründen der Lärmbelästigung, sind sowohl die als Zugorgan eingesetzten Laschenketten als auch das Plattenband selbst wegen ihrer systemimmanenten Mitbeanspruchung bei Geschwindigkeiten oberhalb von 1,0 m/s technisch nicht mehr beherrschbar.For essentially technical reasons, however, the belt roller mill 14 is not able to operate in a wide speed range can. Primarily for reasons of wear, but also for reasons of noise pollution, both the link chains used as tension members and the slat band itself are technically no longer manageable because of their system-inherent co-loading at speeds above 1.0 m / s.
  • Die erfindungsgemäße, als Beta-Rollenmühle 15 bezeichnete Zerkleinerungsvorrichtung, die auf die Verwendung eines gezogenen, endlosen Plattenbands verzichtet und mit Hilfe einer entsprechenden Aufgabe- und Austragseinrichtung das Material im Bereich des Scheitel der angetriebenen, unteren Rolle 1 aufgibt, kann dagegen sowohl vom technischen als auch vom wirtschaftlichen Standpunkt bei direkter Proportionalität von Rollenumfangsgeschwindigkeit und Durchsatz in einem weiten Geschwindigkeitsbereich bis zu Umfangsgeschwindigkeiten von 3,0 m/s und darüber hinaus betrieben werden. Mit einem in umfangreichen Untersuchungen nachgewiesenen spezifischen Energieverbrauch, der um ca. 50 % niedriger als bei der Vertikal-Rollenmühle 12 liegt, ist die Beta-Rollenmühle 15 auf Grund ihrer niedrigen mechanischen Verluste in der Lage, selbst die schon als gut zu bezeichnende Energieausnutzung der Band-Rollenmühle 15 nochmals um den Faktor 1,35 zu verbessern.The invention, referred to as beta-roller mill 15 crushing device that dispenses with the use of a drawn, endless plate belt and with the help of a corresponding task and discharge the material in the area of the apex of the driven, lower roller 1 gives, however, both the technical as also be operated from the economic point of view with direct proportionality of roller peripheral speed and throughput in a wide speed range up to peripheral speeds of 3.0 m / s and beyond. With a specific proven in extensive investigations Energy consumption, which is about 50% lower than the vertical roller mill 12, the beta roller mill 15 due to their low mechanical losses in a position even the already good to be designated as energy utilization of the belt roller mill 15 again by the To improve factor 1.35.
  • Figur 3 zeigt eine Kreislaufmahlanlage mit Beta-Rollenmühle im Flowsheet, wie es etwa zur Zementmahlung oder zur Mahlung eines vergleichbaren Produkts zur Anwendung gelangen könnte. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, sind sowohl der Desagglomerator 10 als auch die Materialaufgabe- und Austragseinrichtung, bestehend aus einem Füllstand gesteuerten Aufgabebehälter 3 und einem Drehzahl veränderlichen Walzenaufgeber 9 in die Zerkleinerungsvorrichtung voll integriert. Das Frischgut 16, in der Zeichnung nur für eine Materialkomponente dargestellt, wird durch eine Dosierbandwaage 18 aus einem Dosierbunker 17 abgezogen und aus Gründen der besseren Vermischung von Frischgut 16 mit dem Umlaufgut 19 hinter der Zerkleinerungsvorrichtung einem Becherwerk 20 aufgegeben, das vorzugsweise U-förmig ausgeführt und unter Verzicht auf weitere Fördereinrichtungen das Kreislaufmaterial unmittelbar einem Sichter 21, vorzugsweise einem Hochleistungssichter, zuführt. Der Sichter 21, lufttechnisch durch Zellenradschleusen 22 abgedichtet, verfügt über einen verlängerten zylindrischen Sichtraum 23, über dessen gesteuerten Materialpegel der Materialaufgabebehälter 3 vor der Mühle jederzeit ausreichend mit Material versorgt wird. Der Sichter 21 scheidet das in der austretenden Sichtluft 24 enthaltene Fertiggut vorzugsweise direkt in einem Gewebeabscheider ab, der auf der Zeichnung nicht näher dargestellt ist. Die Mahlanlage wird auf die Einhaltung eines konstanten Umlaufmassestroms geregelt, wobei die Veränderung der Fertiggutqualität über die Verstellung der spezifischen Sichtluftmenge 25 und über die Drehzahl eines im Sichter 21 angeordneten Sichtkorbs 26 erfolgt. Der Umlaufmassestrom wird über eine im Becherwerk 20 integrierte Durchlaufmesseinrichtung 27 kontinuierlich gemessen. FIG. 3 shows a Kreislaufmahlanlage with beta roller mill in the flow sheet, as it could be used for cement grinding or grinding of a comparable product for example. As is apparent from the drawing, both the disagglomerator 10 and the material feeding and discharging, consisting of a level controlled feed container 3 and a variable speed roller feeder 9 are fully integrated into the crushing device. The fresh material 16, shown in the drawing only for a material component, is withdrawn by a Dosierbandwaage 18 from a dosing hopper 17 and abandoned for reasons of better mixing of Frischgut 16 with the Umlaufgut 19 behind the crushing a bucket elevator 20, which is preferably designed U-shaped and waiving further conveyors, the cycle material directly a sifter 21, preferably a high-performance classifier, feeds. The sifter 21, airtight sealed by cellular wheel sluices 22, has an elongated cylindrical viewing space 23, over the controlled material level of the material feed container 3 is always supplied with sufficient material in front of the mill. The classifier 21 preferably separates the finished product contained in the outgoing classifying air 24 directly into a fabric separator, which is not shown in greater detail in the drawing. The grinding system is controlled to maintain a constant circulating mass flow, wherein the change in the quality of the final product takes place via the adjustment of the specific classifying air quantity 25 and via the rotational speed of a classifying basket 26 arranged in the classifier 21. The circulating mass flow is continuously measured via a continuous measuring device 27 integrated in the bucket elevator 20.
  • Figur 4 zeigt das Flowsheet einer Kreislaufmahlanlage, wie sie etwa zur Mahlung von getrockneten Hüttensanden zum Einsatz gelangen könnte. Die mittels Dosierbandwaage 18 realisierte Aufgabe des Frischguts 16 erfolgt bei dieser Variante direkt in den Materialaufgabebehälter 3 der Beta-Rollenmühle. Im Materialweg vom Becherwerk 20 zum Sichter 21 befindet sich eine Zweiwegeschurre 28, so dass von Zeit zu Zeit das Umlaufgut 19 über einen Trommelmagnetabscheider 29, in dem eine Abscheidung von angereicherten Eiseneinschlüssen erfolgt, direkt in den Dosierbunker 17 für das Frischgut 16 umgeleitet wird. Die Eisenfremdteile im Frischgut 16 werden über einen Magnetabscheider 30 oberhalb der Dosierbandwaage 18 ausgetragen. Die Frischgutzufuhr zur Beta-Rollenmühle wird über den Füllstand des Materials im Materialaufgabebehälter 3 gesteuert. Der Umlaufmassestrom 19 wird analog Figur 3 über eine im Becherwerk 20 integrierte Durchlaufmesseinrichtung 27 gemessen. FIG. 4 shows the flowsheet of a Kreislaufmahlanlage, such as the Grinding of dried blastfurnace slags could be used. The task of fresh material 16 realized by means of metering belt scale 18 takes place in this variant directly into the material feed container 3 of the beta roller mill. In the material path from the bucket elevator 20 to the classifier 21 is a Zweiwegeschurre 28, so that from time to time the Umlaufgut 19 via a Trommelmagnetabscheider 29, in which a deposition of enriched Eiseneinschlüssen takes place, is diverted directly into the dosing hopper 17 for the fresh 16. The foreign iron parts in the fresh material 16 are discharged via a magnetic separator 30 above the feeder belt balance 18. The fresh material supply to the beta roller mill is controlled by the level of the material in the material feed container 3. The circulation mass flow 19 is analog FIG. 3 Measured via an integrated in the bucket elevator 20 throughput measuring device 27.
  • Figur 5 zeigt das Flowsheet von Figur 4, ergänzt um einen Steigrohrtrockner 31 und einen Zyklonabscheider 32. Im Steigrohrtrockner 31 erfolgt die Trocknung von feinkörnigen und pneumatisch förderbaren Materialien, wie z.B. feuchten Hüttensanden. Bei dieser Flowsheet-Variante wird das feuchte Frischgut 16 dosiert dem Heiß- oder Abgas 33 beaufschlagten Steigrohrtrockner 31 über eine gasdichte Zellenradschleuse 22 zugeführt und nach einem nur wenige Sekunden dauernden Trocknungsvorgang wird der getrocknete Hüttensand durch den Zyklonabscheider 32, der z.B. oberhalb des Becherwerks 20 angeordnet ist, dem Umlaufgut 19 zum Sichter 21 zugeführt. Das Abgas 35 aus dem Zyklonabscheider 32 wird anschließend entweder direkt in dem für die Sichtluftentstaubung vorgesehenen Gewebeabscheider entstaubt, kann aber zum Zwecke einer gewissen Nachtrocknung auch vorteilhaft in die im Luftkreislauf geführte Sichtluft 24 des Sichters 21 eingebunden werden. FIG. 5 shows the flowsheet of FIG. 4 , supplemented by a riser dryer 31 and a cyclone separator 32. In the riser dryer 31, the drying of fine-grained and pneumatically conveyable materials, such as moist granulated slags. In this flow sheet variant, the moist fresh material 16 is metered into the hot or exhaust 33 charged riser dryer 31 via a gas-tight rotary valve 22 and after a drying process lasting only a few seconds, the dried blast furnace slag is arranged by the cyclone separator 32, eg above the bucket elevator 20 is, the Umlaufgut 19 fed to the classifier 21. The exhaust gas 35 from the cyclone separator 32 is then either dedusted directly in the tissue separator provided for the Sichtluftentstaubung, but can also be advantageous for the purpose of a certain drying in the guided in the air circulation classifying air 24 of the classifier 21 are involved.
  • Figur 6 zeigt das Flowsheet einer Kreislaufmahlanlage mit Trocknung und Vorzerkleinerung des Frischguts 19 in einer beheizbaren Prall-Hammermühle 36. Diese arbeitet im Verbund mit einem Steigrohrtrockner 31, der das vorzerkleinerte und vorgetrocknete Aufgabegut einem Sichter 21, beispielsweise einem Hochleistungssichter, pneumatisch von unten zuführt, während seine Beaufschlagung durch das Umlaufgut 19 über das Becherwerk 20 mechanisch von oben erfolgt. Bei diesem Anlagen-Flowsheet gelangt vorteilhaft ein Z-förmig ausgebildetes Becherwerk 20 zum Einsatz. Den Grießtransport vom Sichter 21 zum Materialaufgabebehälter 3 übernimmt ein Schneckenförderer 38. Die Beaufschlagung der Beta-Rollenmühle mit dem zu zerkleinernden Material erfolgt über Materialaufgabebehälter 3 und über den Drehzahl verstellbaren Zellenradaufgeber 34. Das Frischgut 16 wird dosiert der Prallhammermühle 36 über einen Trogkettenförderer 37 zugeführt. FIG. 6 shows the flow sheet of a Kreislaufmahlanlage with drying and pre-crushing of the fresh material 19 in a heated impact hammer mill 36. This works in conjunction with a riser dryer 31, the pre-shredded and pre-dried Feeding a sifter 21, for example, a high-performance separator, fed pneumatically from below, while its application by the Umlaufgut 19 via the bucket elevator 20 is mechanically from above. In this plant flowsheet advantageously a Z-shaped bucket elevator 20 is used. The semolina transport from classifier 21 to the material supply container 3 takes over a screw conveyor 38. The loading of the beta-roller mill with the material to be shredded via material feed container 3 and on the speed adjustable Zellenradaufgeber 34. The fresh 16 is metered the impact hammer mill 36 via a conveyor chain 37.
  • Figur 7 zeigt in einer vereinfachten konstruktiven Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung mit integriertem Desagglomerator 10 und Materialaufgabebehälter 3 mit Walzenaufgeber 9 in Seitenansicht. Nach dieser Zeichnung ist die untere, angetriebene Rolle 1 in einem schwingungssteifen und mechanisch bearbeiteten, im Wesentlichen aus zwei seitlichen Wänden bestehenden, Maschinengestell 39 gelagert und kann durch Lösen von Flanschverbindungen komplett mit den quadratisch ausgeführten Lagerkörpern 40 und dem stirnseitigen Gehäuseteil 41 für Reparaturarbeiten oder zum Zwecke einer Auftragsschweißung der Beanspruchungsflächen 11 horizontal verschoben werden. Vorzugsweise in der horizontalen Flucht der Rollenlagerungen befinden sich auch die Lagerungen des Desagglomerators 10, dessen Schlagkreisabstand zur Beanspruchungsfläche 11 der unteren Rolle 1 einstellbar ist, während die Beanspruchungsfläche 11 der oberen Rolle 2 zugleich als Prallfläche benutzt wird. Während die Antriebsrolle 1 - auf der Zeichnung nicht näher dargestellt vorzugsweise über eine Bogenzahnkupplung und ein Kegelstirnradgetriebe angetrieben wird, das sich zusammen mit dem Drehzahl veränderlichen Antriebsmotor auf einer vom Maschinengestell getrennten Unterstützungskonstruktion befindet, ist der ebenfalls Drehzahl veränderliche Antrieb des Desagglomerators 10 mit dem Maschinengestell 39 fest verbunden. Je nach den Erfordernissen kann das Maschinengestell 39 in seiner Höhe so ausgeführt werden, dass unterhalb der Antriebsrolle 1 noch ein Reinigungsförderer, z.B. ein Schnecken- oder Kratzerförderer, Platz findet. Die hydro-pneumatisch an die Antriebsrolle 1 angestellte obere Rolle 2, im Durchmesser vorzugsweise kleiner als die angetriebene Rolle 1 ausgeführt, ist horizontal in einer biegesteifen Aufnahme 42 gelagert, die über eine Bolzenlagerung 43 an den Seitenwänden des Maschinenrahmens 39 angeschlossen ist und über ein Hebelsystem 6 je nach Maschinengröße durch ein oder zwei Hydraulikzylinder 7 auf die materialbelegte angetriebene Rolle 1 angestellt wird. Die Hydraulikzylinder 7 sind, vorteilhaft mit den Stickstoffgefäßen 8 verbunden, im Maschinenrahmen 39 integriert und von der Stirnseite aus leicht zugänglich. Die obere Rolle 2 ist durch eine leichte Abdeckhaube 44 verkleidet, die aufgeklappt werden kann und vorteilhaft einen Bereich hin zum Materialaufgabebehälter 3 mit Walzenaufgeber 9 frei lässt, um über die direkte Sicht und Installation von entsprechender Messtechnik sowohl den Materialfluss als auch die Schichtdicke auf der materialbelegten Beanspruchungsfläche von Rolle 1 kontrollieren zu können. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Materialaufgabebehälter 3 mit dem Walzenaufgeber 9 auf den Seitenwänden des Maschinengestells 39 montiert. FIG. 7 shows in a simplified structural representation of the device according to the invention with integrated deagglomerator 10 and material feed container 3 with roller feeder 9 in side view. After this drawing, the lower driven roller 1 is mounted in a vibration-resistant and machined, consisting essentially of two lateral walls, machine frame 39 and can be solved by loosening flange complete with the square bearing bodies 40 and the front housing part 41 for repair or Purpose of a hardfacing of the stress surfaces 11 are moved horizontally. Preferably, in the horizontal alignment of the roller bearings are also the bearings of the disagglomerator 10, whose impact circle distance to the stress surface 11 of the lower roller 1 is adjustable, while the stress surface 11 of the upper roller 2 is also used as a baffle. While the drive roller 1 - not shown in the drawing is preferably driven via a gear coupling and bevel gear, which is located together with the variable speed drive motor on a support structure separate from the machine frame, which is also variable speed drive of the disagglomerator 10 with the machine frame 39th firmly connected. Depending on the requirements, the machine frame 39 can be designed in height so that below the drive roller 1 nor a cleaning conveyor, such as a screw or Scratch conveyor, place finds. The hydro-pneumatically employed to the drive roller 1 upper roller 2, preferably smaller in diameter than the driven roller 1, is mounted horizontally in a rigid support 42 which is connected via a pin bearing 43 on the side walls of the machine frame 39 and a lever system 6 is made depending on the size of the machine by one or two hydraulic cylinders 7 on the material-driven roller 1. The hydraulic cylinders 7 are, advantageously connected to the nitrogen vessels 8, integrated in the machine frame 39 and easily accessible from the front side. The upper roller 2 is covered by a lightweight cover 44, which can be unfolded and advantageously leaves an area towards the material feed container 3 with roller feeder 9 to the direct view and installation of appropriate measurement both the material flow and the layer thickness on the material occupied To be able to control the load area of roll 1. As can be seen from the drawing, the material feed container 3 is mounted with the roller feeder 9 on the side walls of the machine frame 39.
  • Figur 8 zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Materialaufgabe- und Austragseinrichtung. Aus einem Füllstand gesteuerten Materialaufgabebehälter 3 fließt das Material im Scheitel der unteren, angetriebenen Rolle 1 auf die mit seitlich aufgeschraubten Borden 45 begrenzte Beanspruchungsfläche 11 und wird durch einen Walzenaufgeber 9 auf die Umfangsgeschwindigkeit der angetriebenen Rolle 1 beschleunigt, als seitlich begrenzte Materialschicht 4 mit vorgegebener Dicke präpariert, leicht komprimiert und oberflächlich geglättet in den aus der oberen Rolle 2 und unteren Rolle 1 gebildeten Rollen- bzw. Beanspruchungsspalt 5 transportiert. Der in seiner Drehzahl veränderbare Walzenaufgeber 9, dessen Lauffläche 46 vorzugsweise durch eine Verzahnung oder eine Auftragsschweißung strukturiert ist, sitzt auf einer Schwinge 47, die an der Rückwand des Materialaufgabebehälters 3 gelagert ist und über deren Neigungsveränderung die gewünschte Aufgabeschichtdicke 4, z.B. 25 bis 30 mm bei einem Hüttensand und 45 bis 50 mm bei einem Trockenofenklinker, Millimeter genau eingestellt werden kann. Außerdem ist die Schwinglagerung so ausgeführt, dass der Walzenaufgeber 9 die eingestellte Schichtdicke augenblicklich gegen ein einstellbares Federsystem 51 vergrößern kann, wenn sich z.B. ein Partikel mit übergroßer Kantenlänge oder ein Fremdkörper in der Materialaufgabe befinden sollte. Angetrieben wird der Walzenaufgeber 9 über einen Ketten- oder Zahnriementrieb 48 durch einen Getriebemotor 49, der auf dem anderen Ende der Schwinge 47 angeordnet ist. Beim Handling von Mahlgütern mit einem schlechten Fließverhalten und besonderer Neigung zur Ansatzbildung, können über der geneigten Wandfläche des Materialaufgabebehälters 3 je nach Anlagengröße auch eine oder mehrere nebeneinander angeordnete Reinigungsschnecken 50 zum Einsatz gelangen. Beaufschlagt wird der Materialaufgabebehälter 3 je nach dem Betrieb der Beta-Rollenmühle als Vor- oder Fertigmühle und je nach dem Aufgabepunkt des Frischguts 19 durch eine Dosierbandwaage 18, durch eine Zellenradschleuse 22 oder durch den kombinierten Einsatz beider Ausrüstungen. Die Verweilzeit des Materials im Aufgabebehälter 3 liegt im unteren Minuten- bzw. oberen Sekundenbereich, wodurch sicher gestellt werden soll, dass sich der Materialinhalt immer in Bewegung befindet und der Walzenaufgeber 9 durch ein ausreichendes Materialangebot die für den Materialeinzug bzw. Beanspruchungsvorgang erforderliche Materialschicht 4 mit vorgegebener Schichtdicke geschwindigkeitsproportional präparieren kann. FIG. 8 shows a variant of the material application and discharge device according to the invention. From a level controlled material feed container 3, the material flows in the apex of the lower, driven roller 1 on the laterally screwed Borden 45 limited stress surface 11 and is accelerated by a roller feeder 9 to the peripheral speed of the driven roller 1, as laterally limited material layer 4 with a predetermined thickness prepared, slightly compressed and superficially smoothed transported in the formed from the upper roller 2 and lower roller 1 roller or stress nip 5. The changeable in its speed roller applicator 9, the tread 46 is preferably structured by a toothing or a build-up welding, sitting on a rocker 47 which is mounted on the rear wall of the material feed container 3 and on the inclination change the desired feed layer thickness 4, eg 25 bis 30 mm for a granulated blastfurnace slag and 45 to 50 mm for a dry-hearth clinker, which can be set to the nearest millimeter. In addition, the oscillating bearing is designed so that the roller feeder 9 can increase the set layer thickness instantly against an adjustable spring system 51, if, for example, should be a particle with oversized edge length or a foreign body in the material task. The roller feeder 9 is driven via a chain or toothed belt drive 48 by a geared motor 49, which is arranged on the other end of the rocker 47. When handling regrind with a poor flow behavior and a particular tendency to buildup, one or more juxtaposed cleaning screws 50 can be used over the inclined wall surface of the material feed container 3 depending on the size of the system. Depending on the operation of the beta roller mill, the material feed container 3 is acted upon as a pre-mill or final mill and, depending on the point of delivery of the fresh product 19, by a weigh feeder 18, by a rotary feeder 22 or by the combined use of both equipment. The residence time of the material in the feed container 3 is in the lower minute or upper seconds range, which is to ensure that the material content is always in motion and the Walzenaufgeber 9 by a sufficient supply of material required for the material feed or stress process material layer 4 with Prepared layer thickness can prepare speed proportional.
  • Figur 9 zeigt eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Materialaufgabe- und Austragseinrichtung, bei der ein Drehzahl veränderbarer Zellenradaufgeber 34 als Austragsorgan Verwendung findet. Dem Zellenradaufgeber 34 ist auf seiner Austragsseite ein kleiner Vorbunker 52 als Materialpuffer vorgelagert, der mit einem nachgiebigen Schichtdickeneinsteller 53 versehen ist. Im Gegensatz zur Variante nach Figur 8 ist der Einsatz des Zellenradaufgebers 34 auch als Austragsorgan an einem Aufgabebehälter 3 mit einem größeren Fassungsvermögen geeignet. Der Zellenradaufgeber wird vorteilhaft direkt angetrieben. FIG. 9 shows a further variant of the material application and discharge device according to the invention, in which a variable speed Zellenradaufgeber 34 is used as a discharge organ. The Zellenradaufgeber 34 is preceded on its discharge a small Vorbunker 52 as a material buffer, which is provided with a resilient Schichtdickeneinsteller 53. In contrast to the variant after FIG. 8 the use of the cellular wheel feeder 34 is also suitable as a discharge member to a hopper 3 with a larger capacity. The feeder is advantageously driven directly.
  • Figur 10 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Im Gegensatz zu der Ausführungsform, die in Fig. 1 dargestellt ist, ist hier die obere Rolle um einen Winkel von etwa 80 Grad zur Horizontalen entgegen der Drehrichtung der unteren Rolle versetzt angeordnet. Das abgabeseitige Ende der Aufgabeeinrichtung ist nicht direkt über, sondern in Drehrichtung der unteren Rolle etwas vor dem Scheitel der unteren Rolle angeordnet. Ansonsten entspricht der Aufbau dieser Ausführungsform im Wesentlichen der in Fig. 1 beschriebenen Zerkleinerungsvorrichtung. Dadurch, dass sich sowohl die Aufgabeeinrichtung als auch der Walzenspalt im Bereich des Scheitels der unteren Rolle befinden, ist die Förderrichtung des Mahlgutes von der Aufgabeeinrichtung bis zum Walzenspalt im Wesentlichen horizontal. Dadurch wird eine zusätzliche vertikale Beschleunigung des Mahlgutes am Umfang der unteren Rolle vermieden. Auf diese Weise kann die Homogenität und eine gleichbleibende Schichtdicke des Mahlgutes gewährleistet werden. FIG. 10 shows a preferred embodiment of the invention. In contrast to the embodiment, which in Fig. 1 is shown here, the upper roller is arranged offset by an angle of about 80 degrees to the horizontal opposite to the direction of rotation of the lower roller. The discharge-side end of the feeding device is not directly above, but arranged in the direction of rotation of the lower roller slightly in front of the apex of the lower roller. Otherwise, the structure of this embodiment substantially corresponds to that in FIG Fig. 1 described crushing device. Characterized in that both the feed device and the nip are in the region of the apex of the lower roller, the conveying direction of the ground material from the feed device to the nip is substantially horizontal. As a result, an additional vertical acceleration of the ground material is avoided at the periphery of the lower roller. In this way, the homogeneity and a constant layer thickness of the ground material can be ensured.
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
    1 angetriebene untere Rolle1 driven lower roller 28 Zweiwegeschurre28 two-way chute
    2 obere Rolle2 upper roll 29 Trommelmagnetabscheider29 drum magnetic separator
    3 Materialaufgabebehälter3 material supply containers 30 Magnetabscheider30 magnetic separator
    4 Materialschicht4 material layer 31 Steigrohrtrockner31 riser dryers
    5 Rollenspalt5 roll gap 32 Zyklonabscheider32 cyclone separator
    6 Hebelsystem6 lever system 33 Heißgas(Abgas)33 hot gas (exhaust gas)
    7 Hydraulikzylinder7 hydraulic cylinders 34 Zellenradaufgeber34 cellular wheel feeder
    8 Stickstoffgefäß8 nitrogen vessel 35 Abgas35 exhaust
    9 Walzenaufgeber9 roller feeder 36 Prall- Hammermühle36 impact hammer mill
    10 Desagglomerator10 deagglomerator 37 Trogkettenaufgeber37 trough chain feeder
    11 Beanspruchungsfläche11 stress surface 38 Schneckenförderer38 screw conveyor
    12 Vertikal-Rollenmühle12 vertical roller mill 39 Maschinengestell39 Machine frame
    13 Hochdruck-Rollenmühle13 high pressure roller mill 40 Lagerkörper40 bearing body
    14 Band-Rollenmühle14 belt roller mill 41 Gehäuseteil41 housing part
    15 Beta-Rollenmühle15 beta roller mill 42 Aufnahme42 recording
    16 Frischgut16 fresh goods 43 Bolzenlagerung43 pin bearing
    17 Dosierbunker17 dosing bunker 44 Abdeckhaube44 cover
    18 Dosierbandwaage18 dosing belt scale 45 Bord45 board
    19 Umlaufgut19 circulating goods 46 Lauffläche46 tread
    20 Becherwerk20 bucket elevator 47 Schwinge47 swingarm
    21 Sichter21 classifier 48 Ketten- oder Zahnriementrieb48 chain or toothed belt drive
    22 Zellenradschleuse22 rotary valve 49 Getriebemotor49 geared motor
    23 Sichtraum23 visual space 50 Reinigungsschnecke50 cleaning screw
    24 Sichtluft24 Classifying air 51 Federsystem51 spring system
    25 Sichtluftmenge25 amount of fresh air 52 Vorbunker52 Vorbunker
    26 Sichtkorb26 View basket 53 Schichtdickeneinsteller53 layer thickness adjuster
    27 Durchlaufmesseinrichtung27 continuous measuring device

Claims (15)

  1. Method for the coarse and fine grinding of mineral and non-mineral materials, preferably hard and brittle materials such as e.g. limestone, cement clinker, slag sand, old concrete or ashes, wherein the comminution takes place by a compressive-load application in the roller gap (5) forming between a driven lower roller (1) and an upper roller (2),
    wherein an adjustable quantity of material of the material to be processed is fed with a speed component in the direction of rotation of the lower roller (1), accelerated to the circumferential speed of the lower roller (1), for the comminution to the roller gap (5) formed by the two rollers (1; 2), which is offset vis-a-vis the material feed at the periphery of the lower roller (1) and
    wherein the upper roller (2) is elastically adjusted hydropneumatically onto the lower, driven roller (1) with adjustable contact pressure and pulled with frictional force with the material layer (4) or has a drive mechanism of its own, characterized in that
    the adjustable quantity of material of the material to be processed is fed in the area of the vertex of the lower roller (1) as laterally bordered, surface-smoothed material layer (4), being adjustable in its thickness, and
    the speed of the grinding path of the lower roller (1) is 3-5% higher than the feed speed of the grinding product.
  2. Method according to claim 1, wherein the upper roller (2) is additionally accelerated by its own drive mechanism when the grinding apparatus starts up, or moved at a different speed from the lower roller (1) during the grinding process, with the result that an additional shearing force is exerted on the grinding product by the relative movement of the two rollers (1,2).
  3. Method according to one of the previous claims, wherein the line connecting the centres of the two rollers forms an angle of 60 to 90 degrees, preferably of approximately 80 degrees, to the horizontal.
  4. Method according to one of the previous claims, wherein the material throughput through the roller gap (5) is regulated via a continuous changing of the circumferential velocity of the lower roller (1) maintaining a maximum possible material layer thickness (4).
  5. Method according to one of the previous claims, wherein during a fine grinding the material portion with over-sized grains is conveyed back to the comminution process, wherein the mass flow of the circulating product (19) is kept constant by regulating the fresh product (16) conveyed to the grinding process.
  6. Method according to one of the previous claims, wherein the grinding force transmitted by the upper roller (2) is set in a controlled manner during the grinding process, depending on the material properties and the desired comminution result.
  7. Method according to one of the previous claims, wherein a hot gas (33) conveyed into a coarse comminutor (36) for the purpose of the coarse comminution and drying of moist feed material is then used as separator air (25) in the separator (21).
  8. Apparatus for the coarse and fine grinding of mineral and non-mineral materials, preferably hard and brittle materials such as e.g. limestone, cement clinker, slag sand, old concrete or ashes, with a comminution apparatus which has a lower, driven roller (1) and an upper roller (2) which are housed horizontally, arranged one above the other and offset relative to each other and form a roller gap (5), wherein the lower roller (1) is driven at a speed of the grinding path, and
    with a feed device (9, 34) which already feeds the grinding product onto the lower roller (1) with a speed component in the direction of rotation of the lower roller (1),
    characterized in that
    means are provided with which the adjustable quantity of material of the material to be processed is fed in the area of the vertex of the lower roller (1) as laterally bordered, surface-smoothed material layer (4), being adjustable in its thickness, and
    the speed of the grinding path of the lower roller (1) is 3 to 5% higher than the feed speed of the grinding product.
  9. Apparatus according to claim 8, wherein the upper offset roller (2) has a drive mechanism of its own and the line connecting the centres of the two rollers forms an angle of 60 to 90 degrees, preferably of approximately 80 degrees, to the horizontal.
  10. Apparatus according to one of claims 8 and 9, wherein to generate the grinding force the roller (2) is connected to at least one hydraulic cylinder (7) via a system of levers (6).
  11. Apparatus according to one of claims 8 to 10, wherein a material feed and discharge apparatus arranged in the area of the vertex above the roller (1) consists of a filling level-controlled material feed container (3) with a rotating feed device, for example a roll feeder (9), attached to the material outlet.
  12. Apparatus according to one of claims 8 to 11, wherein the driven lower roller (1) is housed in bearing boxes (40) and arranged horizontally displaceable together with the end-side casing part (41).
  13. Apparatus according to one of claims 8 to 12, wherein the roll feeder (9) is preferably housed spring-loaded in a height-adjustable rocker (47) to adjust the layer thickness of the material layer (4).
  14. Apparatus according to one of claims 8 to 13, wherein a star wheel feeder (34), the rotational speed of which can be adjusted continuously and to the material outlet side of which a pre-bunker (52) with a layer thickness adjuster (53) is attached, is connected downstream of the material feed container (3).
  15. Apparatus according to one of claims 8 to 14, wherein to avoid caking and clogging one or more cantilevered clearing screws (50) are arranged side by side above the inclined discharge wall of the material feed container (3) combined with a roll feeder (9).
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