EP2942105A1 - Roller mill and method for controlling a roller mill - Google Patents

Roller mill and method for controlling a roller mill Download PDF

Info

Publication number
EP2942105A1
EP2942105A1 EP14167575.1A EP14167575A EP2942105A1 EP 2942105 A1 EP2942105 A1 EP 2942105A1 EP 14167575 A EP14167575 A EP 14167575A EP 2942105 A1 EP2942105 A1 EP 2942105A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rollers
electric motor
roller
value
master
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14167575.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Pischtschan
Hans-Ulrich Hirt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Priority to EP14167575.1A priority Critical patent/EP2942105A1/en
Priority to DK15720343.1T priority patent/DK3140041T3/en
Priority to AU2015257657A priority patent/AU2015257657B2/en
Priority to PE2016002183A priority patent/PE20161555A1/en
Priority to CA2948074A priority patent/CA2948074C/en
Priority to PCT/EP2015/060196 priority patent/WO2015169950A1/en
Priority to EP15720343.1A priority patent/EP3140041B1/en
Publication of EP2942105A1 publication Critical patent/EP2942105A1/en
Priority to CL2016002734A priority patent/CL2016002734A1/en
Priority to US15/346,296 priority patent/US10946386B2/en
Priority to ZA2016/07692A priority patent/ZA201607692B/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/28Details
    • B02C4/42Driving mechanisms; Roller speed control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C4/00Crushing or disintegrating by roller mills
    • B02C4/02Crushing or disintegrating by roller mills with two or more rollers

Definitions

  • the present invention relates to the field of roll mills. It relates to a roller mill with two counter-rotating rollers which are rotatably mounted in a frame, and method for controlling such a roller mill.
  • Roll mills are used for grinding materials, in particular ores and cement. Roll mills typically have a roll diameter of 0.8 to 3 meters and a drive power of 0.2 to 5 megawatts. They are particularly energy efficient compared to other mill types. Such a roller mill is used for example in DE 4028015 A1 described.
  • a roller mill comprises two counter-rotating rollers 1,1 ', which rollers 1,1' are mounted horizontally and parallel to each other in a frame rotatably.
  • One of the two rollers 1 ' is orthogonal to the axial direction of this roller 1' displaced.
  • the other of the two rollers 1 is not orthogonally displaceable.
  • the displaceable roller 1 ' is pressed by a spring system onto the fixed roller 1.
  • Each roller 1,1 ' has a grinding surface.
  • the opposite grinding surfaces of the rollers 1,1 ' form a wedge. Material is filled from above between the rollers 1,1 'in the wedge, guided by the rotation of the rollers 1,1' down and crushed by the wedge.
  • the rotation of the rollers 1,1 ' via a drive.
  • Known drives for roll mills usually have two Electric motors, wherein each one electric motor of the rollers is connected.
  • Fig. 2 shows a roller mill with two drives.
  • a drive is assigned to one of the rollers 1,1 'and includes an electric motor 2, a propeller shaft 3 and a planetary gear 4.
  • the articulation shaft is connected directly to the shaft of the displaceable roller and the planetary gear is arranged between the articulated shaft and the electric motor.
  • the electric motor and the planetary gear are stationary.
  • the electric motor delivers the desired speed for the rollers without a speed adjustment of a transmission.
  • the drive does not comprise a gearbox and the electric motor is connected directly to the roller via the cardan shaft.
  • a direct drive is arranged on the roller itself.
  • the drive does not comprise a cardan shaft.
  • the electric motors of the two drives are usually controlled by two separate frequency converter.
  • the control strategy for the electric motors has an influence on the wear of the rollers.
  • the wear of the rollers is influenced, among other things, by the contact pressure of the rollers, the circumferential speed of the grinding surfaces of the individual rollers and the difference between the peripheral speeds of the grinding surfaces of the rollers.
  • the wear of the two rolls is usually different strength. It can have both the displaceable roller and the stationary roller 1 a greater wear.
  • both drives try to set the same speed for the motors they control, but act independently to achieve that goal.
  • the problem is that even with identical frequency converters, the speed controls have a fault so that an identical speed of the two rolls can not be achieved in this way and so result in a difference in the peripheral speeds of the grinding surfaces of the two rolls.
  • the diameter of the roller is not considered. With different roll diameters, such as increased wear on one of the two rolls, even at an identical rotational speed of the two rolls leads to different peripheral speeds of the grinding surfaces of the rolls. Another consequence of this is that the load between the two rolls is not evenly distributed, resulting in relative rotation of the two rolls, which in turn leads to increased wear.
  • Fig. 3a shows a schematic representation of the signal flow of a roll mill with this control strategy in an initial phase. Both frequency converters 5 are given an identical speed reference 61 as in the first one Steuerungsstratgie.
  • Fig. 3b shows a schematic representation of the signal flow of a roll mill with this control strategy in a production phase.
  • the frequency converter 5 of the follower After reaching a defined load threshold, the frequency converter 5 of the follower is no longer given the identical speed reference 61 but actual torque value 62 of the masters. This allows a better uniform distribution of the loads on the two rolls and a reduction in the peripheral speed difference of the grinding surfaces of the rolls and thus leads to a reduction of the individual wear of the rolls.
  • the master follower strategy can use the actual speed (speed follower) value of the master as the reference for the followers in the production phase, rather than the actual torque value (torque follower).
  • both frequency inverters 94 are given an identical speed reference and after switching to the production phase, the follower is given the actual value of the speed of the masters.
  • the problem with the master follower strategy is that wear can only be optimized individually for each roller in terms of service life. It is not possible to optimize the wear of both rolls in the overall system of the roll mill so as to maximize the life of the roll mill.
  • Object of the present invention is to provide a roller mill, which has an increased life.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of the signal flow in a roll mill according to the invention.
  • the controller provides a speed controller of the frequency converter 5 of the master electric motor 2 before a target value 61 for the speed.
  • the resulting by the regulation of the speed for the master electric motor 2 actual value 62 of the rotational speed is in one Multiplier 65 multiplied by a load distribution factor 64.
  • the resulting value is given as a setpoint for the speed controller frequency converter 5 for the follower electric motor 2 '.
  • a controller 66 is shown, which controller may be a PID controller, for example, to ensure a closed regulator circuit.
  • the output of the PID controller is added or subtracted from the original speed reference 61, and then passed to the frequency converter of the follower electric motor 2 'as the setpoint.
  • the load distribution factor By the load distribution factor, the wear of the individual rollers can be influenced relative to each other.
  • Fig. 5 shows an exemplary relationship between the wear of the rollers and the choice of the load distribution factor.
  • the wear 112 of the respective roll is shown in the form of reduction of the roll diameter over the rotational work already performed by the respective roll.
  • the curves 113, 114 adjust the wear of two rolls of a pair of rolls as a function of the turning work there.
  • the curve 114 shows a greater wear of the corresponding roller than the wear of the roller which is shown in the curve 113.
  • the load factor is now chosen so that the roller with the accumulated greater previous wear carries a smaller part of the load required for the meal.
  • the load distribution factor may be a positive real number including zero.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Walzenmühle umfassend zwei parallel angeordnete, gegeneinandergepresste und gegenläufig rotierende Walzen (1,1'), wobei eine der Walzen (1') orthogonal zur axialen Richtung dieser Walze (1') verschiebbar ist, zwei Antriebe, welche Antriebe je einer der beiden Walzen (1,1') zugeordnet sind und je einen Elektromotor (2,2') aufweisen, undeine Steuereinheit, wobei die Steuereinheit einem Master-Elekromotor (2) der Elektromotoren einen Sollwert (61) für die Drehzahl vorgibt, wobei die Steuereinheit einem Follower-Elektromotor (2') der Elektromotoren den Drehmomentistwert (62) oder den Drehzahlistwert (62) des Master-Elektromotors multipliziert mit einem Lastteilfaktor (64) als Sollwert (63) vorgibt.The invention relates to a roller mill comprising two parallel, oppositely pressed and counter-rotating rollers (1,1 '), wherein one of the rollers (1') orthogonal to the axial direction of this roller (1 ') is displaceable, two drives, which drives each one of the two rollers (1,1 ') are associated and each having an electric motor (2,2'), anda control unit, wherein the control unit, a Master Elekromotor (2) of the electric motors sets a target value (61) for the rotational speed, the control unit prescribes to a follower electric motor (2 ') of the electric motors the torque actual value (62) or the actual speed value (62) of the master electric motor multiplied by a load part factor (64) as desired value (63).

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Walzenmühlen. Sie betrifft eine Walzenmühle mit zwei gegenläufig rotierenden Walzen, welche in einem Rahmen drehbar gelagert sind, und Verfahren zur Steuerung einer solchen Walzenmühle.The present invention relates to the field of roll mills. It relates to a roller mill with two counter-rotating rollers which are rotatably mounted in a frame, and method for controlling such a roller mill.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Walzenmühlen werden zum Mahlen von Materialien, insbesondere von Erzen und Zement verwendet. Walzenmühlen haben typischerweise einen Walzendurchmesser von 0.8 bis 3 Metern und eine Antriebsleistung von 0.2 bis 5 Megawatt. Sie sind besonders energieeffizient im Vergleich zu anderen Mühlenarten. Eine solche Walzenmühle wird beispielsweise in DE 4028015 A1 beschrieben.Roll mills are used for grinding materials, in particular ores and cement. Roll mills typically have a roll diameter of 0.8 to 3 meters and a drive power of 0.2 to 5 megawatts. They are particularly energy efficient compared to other mill types. Such a roller mill is used for example in DE 4028015 A1 described.

Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, umfasst eine Walzenmühle zwei gegenläufig rotierende Walzen 1,1', welche Walzen 1,1' horizontal und parallel zu einander in einem Rahmen drehbar gelagert sind. Eine der beiden Walzen 1' ist dabei orthogonal zur axialen Richtung dieser Walze 1' verschiebbar. In der Regel ist die andere der beiden Walzen 1 orthogonal nicht verschiebbar. Die verschiebbare Walze 1' wird durch ein Federsystem auf die fixierte Walze 1 gedrückt. Jede Walze 1,1' weist eine Mahlfläche auf. Die gegenüberliegenden Mahlflächen der Walzen 1,1' bilden einen Keil. Material wird von oben zwischen die Walzen 1,1' in den Keil gefüllt, durch die Rotation der Walzen 1,1' nach unten geführt und durch den Keil zerkleinert. Die Rotation der Walzen 1,1' erfolgt über einen Antrieb. Bekannte Antriebe für Walzenmühlen weisen meist zwei Elektromotoren auf, wobei je ein Elektromotor einer der Walzen verbunden ist.As in Fig. 1 schematically illustrated, a roller mill comprises two counter-rotating rollers 1,1 ', which rollers 1,1' are mounted horizontally and parallel to each other in a frame rotatably. One of the two rollers 1 'is orthogonal to the axial direction of this roller 1' displaced. As a rule, the other of the two rollers 1 is not orthogonally displaceable. The displaceable roller 1 'is pressed by a spring system onto the fixed roller 1. Each roller 1,1 'has a grinding surface. The opposite grinding surfaces of the rollers 1,1 'form a wedge. Material is filled from above between the rollers 1,1 'in the wedge, guided by the rotation of the rollers 1,1' down and crushed by the wedge. The rotation of the rollers 1,1 'via a drive. Known drives for roll mills usually have two Electric motors, wherein each one electric motor of the rollers is connected.

Fig. 2 zeigt eine Walzenmühle mit zwei Antrieben. Je ein Antrieb ist einer der Walzen 1,1' zugeordnet und umfasst einen Elektromotor 2, eine Gelenkwelle 3 und ein Planetengetriebe 4. Die Verbindung der radial verschiebbaren Walze 1' mit dem ortsfesten Elektromotor 2 erfolgt über die Gelenkwelle 3. Optional ist es ebenfalls möglich, dass direkt an die Welle der verschiebbaren Walze die Gelenkswelle anschließt und das Planetengetriebe zwischen der Gelenkswelle und dem Elektromotor angeordnet ist. In einer solchen Anordnung, wie beispielsweise in DE 10211000749 A1 beschrieben, sind der Elektromotor und das Planetengetriebe ortsfest. Optional ist es auch möglich, dass der Elektromotor ohne eine Drehzahlanpassung eines Getriebes die gewünschte Drehzahl für die Walzen liefert. In diesem Fall umfasst Antrieb kein Getriebe und der Elektromotor ist über die Gelenkwelle direkt mit der Walze verbunden. Optional ist es auch möglich, dass eine direkter Antrieb auf der Walze selbst angeordnet ist. In diesem Fall umfasst der Antrieb keine Gelenkwelle. Fig. 2 shows a roller mill with two drives. Depending on a drive is assigned to one of the rollers 1,1 'and includes an electric motor 2, a propeller shaft 3 and a planetary gear 4. The connection of the radially displaceable roller 1' with the stationary electric motor 2 via the propeller shaft 3. Optionally, it is also possible in that the articulation shaft is connected directly to the shaft of the displaceable roller and the planetary gear is arranged between the articulated shaft and the electric motor. In such an arrangement, such as in DE 10211000749 A1 described, the electric motor and the planetary gear are stationary. Optionally, it is also possible that the electric motor delivers the desired speed for the rollers without a speed adjustment of a transmission. In this case, the drive does not comprise a gearbox and the electric motor is connected directly to the roller via the cardan shaft. Optionally, it is also possible that a direct drive is arranged on the roller itself. In this case, the drive does not comprise a cardan shaft.

Die Elektromotoren der beiden Antriebe werden meist über zwei getrennte Frequenzumrichter gesteuert. Die Steuerungsstrategie für die Elektromotoren haben eine Einfluss auf die Abnutzung der Rollen. Im Allgemeinen wird die Abnutzung der Rollen unter anderem von dem Anpressdruck der Walzen, der Umfangsgeschwindigkeit der Mahlflächen der einzelnen Walzen und dem Untschied zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Mahlflächen der Walzen beeinflusst. Ausserdem ist die Abnutzung der beiden Walzen meist unterschiedlich stark. Es kann sowohl die verschiebbaren Walze als auch die feststehenden Walze 1 eine grössere Abnutzung aufweisen. Für die Steuerung einer Walzenmühle sind folgende Steuerungstrategien aus dem Artikel " VFD control methodologies in High Pressure Grinding drive systems", Brent Jones, Cement Industry Technical Conference, 2012 IEEE-IAS/PCA 53 bekannt .The electric motors of the two drives are usually controlled by two separate frequency converter. The control strategy for the electric motors has an influence on the wear of the rollers. In general, the wear of the rollers is influenced, among other things, by the contact pressure of the rollers, the circumferential speed of the grinding surfaces of the individual rollers and the difference between the peripheral speeds of the grinding surfaces of the rollers. In addition, the wear of the two rolls is usually different strength. It can have both the displaceable roller and the stationary roller 1 a greater wear. For the control of a roll mill, the following control strategies from the article " VFD control methodologies in High Pressure Grinding drive systems ", Brent Jones, Cement Industry Technical Conference, 2012 IEEE-IAS / PCA 53 ,

Bei der ersten Strategie wird für beide Motoren eine identische Drehzahlreferenz vorgegeben. So versuchen beide Frequenzumrichter die gleiche Drehzahl für die von ihnen gesteuerten Motoren einzustellen, aber handeln dabei unabhängig voneinander, um dieses Ziel zu erreichen. Problematisch ist dabei, dass auch bei baugleichen Frequenzumrichtern die Drehzahlsteuerungen einen Fehler aufweisen so, dass eine identische Drehzahl der beiden Walzen auf diese Weise nicht erreicht werden kann und sich so ein Unterschied in dem Umfangsgeschwindigkeiten der Mahlflächen der beiden Walzen ergeben. Zusätzlich ist es problematisch, dass der Durchmesser der Walze nicht berücksichtigt wird. Bei unterschiedlichen Walzendurchmessern, wie beispielsweise durch eine erhöhten Abnutzung bei einer der beiden Walzen, führt selbst bei einer identischer Drehzahl der beiden Walzen zu unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Mahlflächen der Walzen. Eine weitere Folge daraus ist, dass die Last zwischen den beiden Walzen nicht gleich verteilt ist und es so zu einem relativen Verdrehung der beiden Walzen zueinander kommt, was wiederum zu einer verstärkten Abnutzung führt.In the first strategy, an identical speed reference is specified for both motors. Thus, both drives try to set the same speed for the motors they control, but act independently to achieve that goal. The problem is that even with identical frequency converters, the speed controls have a fault so that an identical speed of the two rolls can not be achieved in this way and so result in a difference in the peripheral speeds of the grinding surfaces of the two rolls. In addition, it is problematic that the diameter of the roller is not considered. With different roll diameters, such as increased wear on one of the two rolls, even at an identical rotational speed of the two rolls leads to different peripheral speeds of the grinding surfaces of the rolls. Another consequence of this is that the load between the two rolls is not evenly distributed, resulting in relative rotation of the two rolls, which in turn leads to increased wear.

Bei der zweiten Strategie wird für beide Motoren eine identische Drehmomentreferenz vorgegeben. Problematisch ist dabei, dass im Falle, dass das Antriebsdrehmoment größer ist als das Lastdrehmoment, die Walzenmühle beschleunigen oder im umgekehrten Fall verzögert wird. Daraus resultiert eine wechselnde Drehgeschwindigkeit der Walzenmühle proportional zu Variationen des Mahlgutes, was für den Betrieb der Walzenmühle ebenfalls nachteilig ist. Bei der dritten Strategie wird einer der Elektromotoren als Master und der andere Elektromotor als Follower definiert. Fig. 3a zeigt eine schematische Darstellung des Signalflusses einer Walzenmühle mit dieser Steuerungsstrategie in einer Anfangsphase. Es werden beiden Frequenzumrichtern 5 eine identische Drehzahlreferenz 61 vorgegeben wie in der ersten Steuerungsstratgie. Fig. 3b zeigt eine schematische Darstellung des Signalflusses einer Walzenmühle mit dieser Steuerungsstrategie in einer Produktionsphase. Nach dem Erreichen einer definierten Lastschwelle wird dem Frequenzumrichter 5 des Followers nicht mehr die identische Drehzahlreferenz 61 sondern Drehmomentistwert 62 der Masters vorgegeben. Dies ermöglicht eine bessere Gleichverteilung der Lasten auf die beiden Walzen und eine Verringerung der Umfangsgeschwindigkeitendifferenz der Mahlflächen der Walzen und führt so zu einer Verminderung der individuellen Abnutzung der Walzen. Optional kann bei die Master-Follower-Strategie anstatt des Istwerts des Drehmoments (Torque-Follower) auch den Istwert Drehzahl (Speed-Follower) des Masters als Referenz für die Follower in der Produktionsphase verwendet werden. In diesem Fall werden beiden Frequenzumrichtern 94 eine identische Drehzahlreferenz vorgegeben und nach dem Umschalten in die Produktionsphase dem Follower der Istwert der Drehzahl der Masters vorgegeben. Problematisch bei der Master-Follower-Strategie ist, dass die Abnutzung nur für die jede Walze einzeln bezüglich der Lebensdauer optimiert werden kann. Es ist nicht möglich die Abnutzung beider Walzen im Gesamtsystem der Walzenmühle zu optimieren, um so die Lebensdauer der Walzenmühle zu maximieren.In the second strategy, an identical torque reference is specified for both motors. The problem is that in case that the drive torque is greater than the load torque, accelerate the roll mill or delayed in the opposite case. This results in a changing rotational speed of the roller mill proportional to variations of the ground material, which is also disadvantageous for the operation of the roller mill. In the third strategy, one of the electric motors is defined as master and the other electric motor as follower. Fig. 3a shows a schematic representation of the signal flow of a roll mill with this control strategy in an initial phase. Both frequency converters 5 are given an identical speed reference 61 as in the first one Steuerungsstratgie. Fig. 3b shows a schematic representation of the signal flow of a roll mill with this control strategy in a production phase. After reaching a defined load threshold, the frequency converter 5 of the follower is no longer given the identical speed reference 61 but actual torque value 62 of the masters. This allows a better uniform distribution of the loads on the two rolls and a reduction in the peripheral speed difference of the grinding surfaces of the rolls and thus leads to a reduction of the individual wear of the rolls. Optionally, the master follower strategy can use the actual speed (speed follower) value of the master as the reference for the followers in the production phase, rather than the actual torque value (torque follower). In this case, both frequency inverters 94 are given an identical speed reference and after switching to the production phase, the follower is given the actual value of the speed of the masters. The problem with the master follower strategy is that wear can only be optimized individually for each roller in terms of service life. It is not possible to optimize the wear of both rolls in the overall system of the roll mill so as to maximize the life of the roll mill.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Walzenmühle anzugeben, welche eine erhöhte Lebensdauer aufweist.Object of the present invention is to provide a roller mill, which has an increased life.

Diese Aufgabe wird durch eine Walzenmühle mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.This object is achieved by a roller mill with the features of claim 1. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Figur 1
eine schematische Darstellung eines radialen Schnitt einer Walzenmühle aus dem Stand der Technik;
Figur 2
eine Walzenmühle mit zwei Antrieben aus dem Stand der Technik;
Figur 3a
eine schematische Darstellung des Signalflusses bei einer Walzenmühle mit Master-Follower Steuerung aus dem Stand der Technik in einer Anfangsphase;
Figur 3b
eine schematische Darstellung des Signalflusses bei einer Walzenmühle mit Master-Follower Steuerung aus dem Stand der Technik in einer Produktionsphase; und
Figur 4
eine schematische Darstellung des Signalflusses bei einer erfindungsgemässen Walzenmühle;
Figur 5
einen beispielhafter Zusammenhang zwischen der Abnutzung der Walzen und der Wahl des Lastverteilfaktors;
The invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments in conjunction with the figures. The figures show:
FIG. 1
a schematic representation of a radial section of a roll mill of the prior art;
FIG. 2
a roller mill with two drives from the prior art;
FIG. 3a
a schematic representation of the signal flow in a roll mill with master-follower control of the prior art in an initial phase;
FIG. 3b
a schematic representation of the signal flow in a roll mill with master-follower control of the prior art in a production phase; and
FIG. 4
a schematic representation of the signal flow in a roll mill according to the invention;
FIG. 5
an exemplary relationship between the wear of the rollers and the choice of the load distribution factor;

Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst. Grundsätzlich sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.The reference numerals used in the drawings are summarized in the list of reference numerals. Basically, the same parts are provided with the same reference numerals.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Signalflusses bei einer erfindungsgemässen Walzenmühle. Die Steuerung gibt einem Drehzahlregler des Frequenzumrichters 5 des Master-Elektromotor 2 einen Sollwert 61 für die Drehzahl vor. Der sich durch die Regelung der Drehzahl für den Master-Elektromotor 2 ergebende Istwert 62 der Drehmzahl wird in einem Multiplikator 65 mit einem Lastverteilfaktor 64 multipliziert. Der sich daraus ergebende Wert wird als Sollwert für den Drehzahlregler Frequenzumrichters 5 für den Follower-Elektromotor 2' übergeben. Zusätzlich ist in Fig. 4 eine optionale Rückführung der Drehmomentistwerte des Master-Elektromotor 2 und des Follower-Elektromotors 2' zu einem Regler 66 dargestellt, welcher Regler beispielsweise eine PID-Regler sein kann, um einen geschlossen Reglerkreis sicherzustellen. Der Ausgang des PID-Reglers wird mit dem ursprünglichen Sollwert 61 für die Drehzahl addiert oder subtrahiert und danach dem Frequenzumrichter des Follower-Elektromotors 2' als Sollwert über geben. Durch den Lastverteilfaktor kann die Abnutzung der einzelnen Walzen relative zueinander beeinflusst werden. Fig. 4 shows a schematic representation of the signal flow in a roll mill according to the invention. The controller provides a speed controller of the frequency converter 5 of the master electric motor 2 before a target value 61 for the speed. The resulting by the regulation of the speed for the master electric motor 2 actual value 62 of the rotational speed is in one Multiplier 65 multiplied by a load distribution factor 64. The resulting value is given as a setpoint for the speed controller frequency converter 5 for the follower electric motor 2 '. Additionally is in Fig. 4 an optional feedback of the torque actual values of the master electric motor 2 and the follower electric motor 2 'to a controller 66 is shown, which controller may be a PID controller, for example, to ensure a closed regulator circuit. The output of the PID controller is added or subtracted from the original speed reference 61, and then passed to the frequency converter of the follower electric motor 2 'as the setpoint. By the load distribution factor, the wear of the individual rollers can be influenced relative to each other.

Analog zu Fig. 3 ist auch in Fig. eine Anwendung des Torque-Follower-Prinzips anstatt die dargestellten Speed-Follower-Prinzips möglich.Analogous to Fig. 3 An application of the torque follower principle instead of the illustrated speed follower principle is also possible in FIG.

Fig. 5 zeigt einen beispielhafter Zusammenhang zwischen der Abnutzung der Walzen und der Wahl des Lastverteilfaktors. In dem Diagramm ist die Abnutzung 112 der jeweiligen Walze in Form der Verringerung des Walzendurchmessers über die durch die jeweilige Walze bereits geleistete Dreharbeit abgebildet. Unter der Dreharbeit ist dabei, das für das Mahlen des bisher gemalten Materials notwendige, kumulierte Drehmoment über die für das Mahlen benötigte Zeit zu verstehen. Die Kurven 113, 114 stellem die Abnutzung zweier Walzen eines Walzenpaares in Abhängigkeit von der Dreharbeit da. Die Kurve 114 zeigt eine stärkere Abnutzung der entsprechenden Walze als die Abnutzung der Walze welche in der Kurve 113 dargestellt ist. In dem dargestellten Fall wird der Lastfaktor nun so gewählt, dass die Walze mit der akkumuliert größeren bisherigen Abnutzung einen kleineren Teil der für das Mahl nötigen Last trägt. Je höher die unterschiedliche akkumulierte Abnutzung zwischen den beiden Walzen ist, desto kleiner ist der entsprechende Lastverteilfaktor. Bei einer gleichen akkumuliert Abnutzung beider Walzen beträgt der Last verteilt Faktor eins. Bei dieser Wahl des Lastfaktors ist das Ziel, eine möglichst gleiche Abnutzung der Walzen eines Walzenpaares zu erreichen, um beispielsweise beide Walzen in einer Wartung auszutauschen. Fig. 5 shows an exemplary relationship between the wear of the rollers and the choice of the load distribution factor. In the diagram, the wear 112 of the respective roll is shown in the form of reduction of the roll diameter over the rotational work already performed by the respective roll. Under the turning is to understand the necessary for the grinding of the previously painted material, cumulative torque over the time required for grinding. The curves 113, 114 adjust the wear of two rolls of a pair of rolls as a function of the turning work there. The curve 114 shows a greater wear of the corresponding roller than the wear of the roller which is shown in the curve 113. In the case shown, the load factor is now chosen so that the roller with the accumulated greater previous wear carries a smaller part of the load required for the meal. The higher the differential accumulated wear between the two rollers, the smaller the corresponding one Lastverteilfaktor. With the same accumulated wear of both rollers, the load is distributed as a factor of one. In this choice of the load factor, the goal is to achieve as equal as possible wear of the rolls of a pair of rolls, for example, to replace both rolls in a maintenance.

Es sind aber auch andere Zielsetzung bei der Wahl der Lastfaktors möglich, wie beispielsweise die stärke Abnutzung des bereits stärker abgenutzten Walze und die Schonung der weniger stark abgenutzten Walze. Im Allgemeinen kann der Lastverteilfaktor eine positive reelle Zahl einschliesslich Null sein.But there are also other objectives in the choice of the load factor possible, such as the strong wear of the already more worn roller and the conservation of less worn roller. In general, the load distribution factor may be a positive real number including zero.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
Walzeroller
2, 2'2, 2 '
Elektromotorelectric motor
33
Kardanwellepropeller shaft
44
Planetengetriebeplanetary gear
55
Frequenzumrichterfrequency converter
6161
DrehzahlsollwertSpeed setpoint
6262
Istwert MasterActual value master
6363
Sollwert FollowerSetpoint Follower
6464
LastverteilfaktorLastverteilfaktor
6565
Multiplikatormultiplier
6666
Reglerregulator
111111
Drehleistung der WalzeRotational power of the roller
112112
Abnutzung der WalzeWear of the roller
113113
Abnutzung der verschiebbaren WalzeWear of the sliding roller
114114
Abnutzung der nicht verschiebbaren WalzeWear of the non-displaceable roller
115115
Lastverteilfaktor in in Abhängigkeit de Drehleistung der WalzenLoad distribution factor in dependence on the rotational power of the rollers

Claims (6)

Walzenmühle umfassend
zwei parallel angeordnete, gegeneinandergepresste und gegenläufig rotierende Walzen (1,1'), wobei eine der Walzen (1') orthogonal zur axialen Richtung dieser Walze (1') verschiebbar ist,
zwei Antriebe, welche Antriebe je einer der beiden Walzen (1,1') zugeordnet sind und je einen Elektromotor (2,2') aufweisen, und
eine Steuereinheit, wobei
die Steuereinheit einem Master-Elekromotor (2) der Elektromotoren einen Sollwert (61) für die Drehzahl vorgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinheit einem Follower-Elektromotor (2') der Elektromotoren den Drehmomentistwert (62) oder den Drehzahlistwert (62) des Master-Elektromotors multipliziert mit einem Lastteilfaktor (64) als Sollwert (63) vorgibt.
Comprising roller mill
two parallel, counter-pressed and counter-rotating rollers (1, 1 '), one of the rollers (1') being displaceable orthogonal to the axial direction of this roller (1 '),
two drives, which drives each one of the two rollers (1,1 ') are assigned and each having an electric motor (2,2'), and
a control unit, where
the control unit prescribes a setpoint value (61) for the rotational speed to a master electric motor (2) of the electric motors,
characterized in that
the control unit prescribes to a follower electric motor (2 ') of the electric motors the torque actual value (62) or the actual speed value (62) of the master electric motor multiplied by a load part factor (64) as desired value (63).
Walzenmühle nach Anspruch 1, wobei der Lastverteilfaktor (64) unter Berücksichtigung des Anpressdrucks der Walzen (1,1') und/oder der Abnutzung der einzelnen Walzen (1,1') ermittelt wird.Roll mill according to claim 1, wherein the load distribution factor (64) in consideration of the contact pressure of the rollers (1,1 ') and / or the wear of the individual rollers (1,1') is determined. Walzenmühle nach Anspruch 2, wobei die Abnutzung der einzelnen Walzen (1,1') durch den Quotient der Durchmesserverminderung einer Walze und der Menge an Material, welches von dieser Walze bisher gemahlen wurde, beschrieben wird.Roll mill according to claim 2, wherein the wear of the individual rolls (1,1 ') is described by the quotient of the diameter reduction of a roll and the amount of material which has been ground from this roll so far. Walzenmühle nach eine der vorherigen Ansprüche, wobei der Durchmesser der Walzen (1,1') bestimmt wird und der Lastverteilfaktor (64) unter Berücksichtigung dieser Werte ermittelt wird.Roll mill according to one of the preceding claims, wherein the diameter of the rollers (1,1 ') is determined and the load distribution factor (64) is determined in consideration of these values. Walzenmühle nach Anspruch 1, wobei der Lastverteilfaktor (64) durch durch den Operator der Walzenmühle festgelegt wird.A roll mill according to claim 1, wherein the load distribution factor (64) is determined by the operator of the roll mill. Verfahren zur Steuerung einer Walzenmühle, wobei die Walzenmühle
zwei parallel angeordnete, gegeneinandergepresste und gegenläufig rotierende Walzen (1,1'), wobei eine der Walzen (1') orthogonal zur axialen Richtung dieser Walze (1') verschiebbar ist, und
zwei Antriebe umfasst, welche Antriebe je einer der beiden Walzen (1,1') zugeordnet sind und je einen Elektromotor (2,2') aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Vorgabe eines Sollwerts (61) für die Drehzahl oder das Drehmoment für einen Master-Elekromotor (2) der Elektromotoren; b) Bestimmen des Drehmomentistwerts (62) oder des Drehzahlistwerts (62) des Master-Elektromotors (2); c) Multiplikation des Istwerts (62) des Master-Elektromotors (2) mit einem Lastteilfaktor (64); und d) Vorgabe des Ergebnisses aus Schritt (c) als Sollwert für einen Follower-Elekromotor (2') der Elektromotoren.
Method for controlling a roller mill, wherein the roller mill
two parallel arranged, pressed against each other and counter-rotating rollers (1,1 '), wherein one of the rollers (1') orthogonal to the axial direction of said roller (1 ') is displaceable, and
comprises two drives, which drives each one of the two rollers (1,1 ') are assigned and each having an electric motor (2,2'),
characterized in that the method comprises the steps of: a) specification of a target value (61) for the rotational speed or the torque for a master Elekromotor (2) of the electric motors; b) determining the actual torque value (62) or the actual speed value (62) of the master electric motor (2); c) multiplying the actual value (62) of the master electric motor (2) by a load part factor (64); and d) specification of the result from step (c) as a setpoint for a follower Elekromotor (2 ') of the electric motors.
EP14167575.1A 2014-05-08 2014-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill Withdrawn EP2942105A1 (en)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14167575.1A EP2942105A1 (en) 2014-05-08 2014-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill
PCT/EP2015/060196 WO2015169950A1 (en) 2014-05-08 2015-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill
AU2015257657A AU2015257657B2 (en) 2014-05-08 2015-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill
PE2016002183A PE20161555A1 (en) 2014-05-08 2015-05-08 ROLLER MILL AND METHOD OF CONTROLLING A ROLLER MILL
CA2948074A CA2948074C (en) 2014-05-08 2015-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill
DK15720343.1T DK3140041T3 (en) 2014-05-08 2015-05-08 Rolling mill and method for controlling a rolling mill
EP15720343.1A EP3140041B1 (en) 2014-05-08 2015-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill
CL2016002734A CL2016002734A1 (en) 2014-05-08 2016-10-27 Roller mill and method to control a roller mill
US15/346,296 US10946386B2 (en) 2014-05-08 2016-11-08 Roller mill and method for controlling a roller mill
ZA2016/07692A ZA201607692B (en) 2014-05-08 2016-11-08 Roller mill and method for controlling a roller mill

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14167575.1A EP2942105A1 (en) 2014-05-08 2014-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2942105A1 true EP2942105A1 (en) 2015-11-11

Family

ID=50679928

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14167575.1A Withdrawn EP2942105A1 (en) 2014-05-08 2014-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill
EP15720343.1A Active EP3140041B1 (en) 2014-05-08 2015-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15720343.1A Active EP3140041B1 (en) 2014-05-08 2015-05-08 Roller mill and method for controlling a roller mill

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10946386B2 (en)
EP (2) EP2942105A1 (en)
AU (1) AU2015257657B2 (en)
CA (1) CA2948074C (en)
CL (1) CL2016002734A1 (en)
DK (1) DK3140041T3 (en)
PE (1) PE20161555A1 (en)
WO (1) WO2015169950A1 (en)
ZA (1) ZA201607692B (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106824387A (en) * 2017-01-24 2017-06-13 徐州市诚信破碎机械厂 A kind of hydraulic combined type disintegrating machine
CN109289980A (en) * 2018-11-16 2019-02-01 南通亚威机械制造有限公司 A kind of cement roller press
CN110465394A (en) * 2019-08-19 2019-11-19 徐州汉兴再生资源有限公司 It is a kind of for the grinding device of building waste to can be recycled

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11020749B2 (en) * 2018-09-30 2021-06-01 Northeastern University Servo control device and method for disc gap in disc powder grinding system
CN110653047A (en) * 2019-11-05 2020-01-07 攀钢集团西昌钢钒有限公司 Coke cutter protection method and device
GB2601548A (en) * 2020-12-04 2022-06-08 Weir Minerals Netherlands Bv Roller controller
CN115007303B (en) * 2022-06-21 2023-10-20 合肥水泥研究设计院有限公司 Predictive control method and storage medium for roller press pre-grinding system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4028015A1 (en) 1990-09-04 1992-03-05 Krupp Polysius Ag Roller mill for grinding brittle material - has powder fed into gap between rollers to prevent clogging
DE102011000749A1 (en) 2011-02-15 2012-08-16 Thyssenkrupp Polysius Ag Roller mill for crushing brittle materials e.g. limestone, has spur gear and motor that are coupled with grinding rollers through drive shaft

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060288827A1 (en) * 2005-04-28 2006-12-28 Mitsubishi Heavy Industrial, Ltd. Method and device for cutting off band-like paper member and controller of the device
US8833217B2 (en) * 2007-06-15 2014-09-16 The Bradbury Company, Inc. Methods and systems to drive rotary presses
WO2012094219A1 (en) * 2011-01-08 2012-07-12 Ssi Shredding Systems, Inc. Controlled feed-rate shredding
JP2016532561A (en) * 2013-08-09 2016-10-20 エクストゥルーテック・リミテッド Powder compression method and roller type compression apparatus
GB201315451D0 (en) * 2013-08-30 2013-10-16 Mmd Design & Consult Mineral breaker

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4028015A1 (en) 1990-09-04 1992-03-05 Krupp Polysius Ag Roller mill for grinding brittle material - has powder fed into gap between rollers to prevent clogging
DE102011000749A1 (en) 2011-02-15 2012-08-16 Thyssenkrupp Polysius Ag Roller mill for crushing brittle materials e.g. limestone, has spur gear and motor that are coupled with grinding rollers through drive shaft

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRENT JONES: "VFD control methodologies in High Pressure Grinding drive systems", CEMENT INDUSTRY TECHNICAL CONFERENCE, 2012
BRENT JONES: "VFD control methodologies in High Pressure Grinding drive systems", CEMENT INDUSTRY TECHNICAL CONFERENCE, 2012, XP002729796 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106824387A (en) * 2017-01-24 2017-06-13 徐州市诚信破碎机械厂 A kind of hydraulic combined type disintegrating machine
CN106824387B (en) * 2017-01-24 2019-12-24 徐州市诚信破碎机械厂 Hydraulic combined crusher
CN109289980A (en) * 2018-11-16 2019-02-01 南通亚威机械制造有限公司 A kind of cement roller press
CN110465394A (en) * 2019-08-19 2019-11-19 徐州汉兴再生资源有限公司 It is a kind of for the grinding device of building waste to can be recycled

Also Published As

Publication number Publication date
CL2016002734A1 (en) 2017-07-07
US20170050188A1 (en) 2017-02-23
US10946386B2 (en) 2021-03-16
DK3140041T3 (en) 2018-07-16
WO2015169950A1 (en) 2015-11-12
EP3140041A1 (en) 2017-03-15
AU2015257657B2 (en) 2019-01-17
PE20161555A1 (en) 2017-01-14
CA2948074A1 (en) 2015-11-12
AU2015257657A1 (en) 2016-12-01
EP3140041B1 (en) 2018-04-18
ZA201607692B (en) 2018-04-25
CA2948074C (en) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3140041B1 (en) Roller mill and method for controlling a roller mill
DE3037688C2 (en) Process for deep rolling crankshafts
EP2988884B1 (en) Method and rolling mill for cold rolling rolled stock
DE102012107043A1 (en) Roller mill and method for comminuting regrind with a roller mill
DE602004003734T2 (en) Method and device for regulating the thickness of a rolled product
WO2006063559A1 (en) Method for braking a running metal strip and unit for carrying out the method
DE1752887C3 (en) Four-roll ring rolling mill
EP2170517A1 (en) Roller mill and method for size reduction of ground material
DE102007006092A1 (en) Process for comminuting regrind with a roller mill
DE3153304C2 (en)
DE102007041878B4 (en) Process and roller mill for the comminution of regrind
CH712410A1 (en) Bale.
DE2241032B2 (en) Switching of electrical drives in a multi-roller continuous caster
DE3016785C2 (en) Hydraulic multi-rolling mill
DE3528096C2 (en)
EP0721811A1 (en) Method of regulating the roll gap section
DE3230363A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR DRIVING AND SYNCHRONIZING ROLLERS
EP2189240A1 (en) Method for operating a double sided grinding machine and double sided grinding machine
DE2657986C3 (en) Adjustment device for a sheet leveler to adjust the leveling gap
DE19704702B4 (en) Elimination of loose effects in printing presses
EP2849896B1 (en) Method for processing milled goods in a mill train
DE2138837C3 (en) Control for ring rolling mills
DE2034490A1 (en) Roller pivot bearing compensator - hydraulically operated
EP3307448B1 (en) Method and device for controlling a parameter of a rolled stock
EP3471888B1 (en) Method of controlling a motor to start a mill

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160512