EP3269453A1 - Verfahren zum anfahren eines mahlrohrs - Google Patents

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EP3269453A1
EP3269453A1 EP16179745.1A EP16179745A EP3269453A1 EP 3269453 A1 EP3269453 A1 EP 3269453A1 EP 16179745 A EP16179745 A EP 16179745A EP 3269453 A1 EP3269453 A1 EP 3269453A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
grinding
tube
rotation
grinding tube
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Withdrawn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
EP16179745.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Adem Karadeniz
Stefan Smits
Kurt Tischler
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens 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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP16179745.1A priority Critical patent/EP3269453A1/de
Priority to CN201780043617.3A priority patent/CN109562388B/zh
Priority to US16/316,514 priority patent/US20230182146A1/en
Priority to PE2019000051A priority patent/PE20190272A1/es
Priority to PCT/EP2017/062347 priority patent/WO2018010880A1/de
Priority to RU2019102599A priority patent/RU2718763C1/ru
Priority to CA3030596A priority patent/CA3030596C/en
Priority to BR112019000574-9A priority patent/BR112019000574A2/pt
Priority to AU2017295379A priority patent/AU2017295379B2/en
Publication of EP3269453A1 publication Critical patent/EP3269453A1/de
Priority to ZA201900175A priority patent/ZA201900175B/en
Priority to CL2019000097A priority patent/CL2019000097A1/es
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/1805—Monitoring devices for tumbling mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00—Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18—Details
    • B02C17/24—Driving mechanisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating

Definitions

  • the invention relates to a method for starting a grinding tube with an associated drive device, wherein a grinding mode and a charge release mode can be set during operation of the grinding tube.
  • the invention further relates to a control device, a drive device and a tube mill.
  • Tube mills are preferably used for grinding materials such as ore. It is not uncommon for the operation of a tube mill to be interrupted for an extended period of time and the tube mill to stand still. This happens, for example, for maintenance reasons. During standstill of the tube mill, the material located in the mill tube of the tube mill can consolidate and stick to the inner wall of the mill tube. Such adhered, solidified, adhering to the inner wall of the milling tube material is referred to as a stuck charge or as a "frozen charge". If the tube mill is put back into operation after a long standstill, there is a risk that the stuck-on load will detach itself from the inner wall at a great height, crash and cause considerable damage to the tube mill when it is subsequently impacted on the grinding tube.
  • the torque required when starting the tube mill can be continuously monitored and the maximum value of the course is stored.
  • the set rotation angle of the monitor e.g. 70 °
  • the current torque is compared with the stored peak value for a subsequent time stamp. If the torque in the monitoring window is greater than 95% of the stored maximum value, it is concluded that the charge has been baked (at which the torque continuously increases up to a 90 ° angle of rotation) and the tube mill is switched off.
  • the invention has for its object to ensure a particularly reliable monitoring of the state of the material contained in a milling tube of a tube mill material.
  • control device for the drive device of a grinding tube for carrying out the method.
  • a drive device for a grinding tube comprising such a control device.
  • the object is finally achieved according to the invention by a tube mill comprising a grinding tube and such a drive device.
  • grinding mode is understood to be the normal operation of a tube mill, in which the grinding blank is rotated with respect to comminution or grinding of the charge.
  • charge release mode is meant an operational condition of the tube mill in which, when a stuck charge is detected, measures are taken to remove the sticking charge from the inner wall of the grinding tube.
  • measures may vary according to the automated modes of operation described in the EP 1 735 099 B1 and in EP 2 525 914 B1 judge.
  • merely turning off the rotation of the grinding tube may be provided with a view to manually removing the adhered charge from the inner wall.
  • the invention is based on the consideration of checking, by detecting the torque of the drive device at two different angles of rotation, whether the charge of the grinding tube is a "sliding" or adhering material.
  • the detected torque here is the drive torque (or alternatively the load torque) of the grinding tube.
  • the torque of the drive device steadily increases, as long as the charge adheres to the inner wall of the grinding tube.
  • the torque increase with time or with the increasing angle of rotation is smaller than in the case of the total frozen charge.
  • the torque is detected at two angles of rotation when starting the grinding tube according to the invention. At the first, smaller angle of rotation, comparatively little of the charge has slipped down when starting the grinding tube. Based on this first actual torque, it is calculated which torque is to be expected at the second, higher angle of rotation if the conditions in the grinding tube no longer change. The actual actual torque for the second angle of rotation is then also detected, it is usually below the extrapolated target value, since usually with increasing height of the charge during the further rotation of the grinding tube dissolves more material from the inner wall.
  • the threshold range is used, which provides information about how far the actual torque deviates from the setpoint torque. If the second actual torque is well below the extrapolated target torque, outside the threshold range, it can be assumed that the charge has largely or even completely detached from the inner wall of the grinding tube and it can continue the normal grinding operation of the tube mill. However, if the second actual torque is within the threshold range, this means that the material still largely adheres to the inner wall of the milling tube. Therefore, the charge release mode is set so that the charge is released from the wall before the milling tube is further rotated.
  • a significant advantage of the proposed method is that the method is independent of a maximum value of the course of the torque.
  • the cost of implementing the method is minimal, since in general all the required parameters are available anyway, they are only implemented in another software function in the control of the pipe waste.
  • the process is independent of the direction of rotation.
  • the sine of the first rotation angle and the sine of the second rotation angle are used to calculate the desired torque, in particular the ratio of the sine of the first rotation angle to the sine of the second rotation angle. This is particularly advantageous since, when the grinding material is firmly baked, the torque substantially increases in accordance with a sine of the angle of rotation. Calculating the desired torque in the second rotation angle from the first rotation angle on the basis of a sine-based extrapolation thus provides the most accurate result for the desired torque.
  • a quotient is formed from the second actual torque and the desired torque.
  • a quotient offers a particularly simple way of establishing a relation between the two values in order to investigate how these relate to each other and how large the deviation from each other is.
  • the threshold range is defined by a value which is indicated in particular as a percentage or a rational number.
  • the value forms the numerical limit for the ratio of the desired torque and the second actual torque to each other. In the event that is used in the evaluation of the actual torque compared to the target torque with a quotient, this quotient is always less than 1, if the actual torque is in the counter and it is nominal torque in the denominator. In the opposite case, if the quotient is the nominal torque in the numerator and the actual torque is in the denominator, the quotient is always greater than 1. Accordingly, the threshold range is selected.
  • the threshold range is defined as a deviation of the second actual torque from the target torque by 15%, in particular by 10%, in particular by 5%.
  • the threshold range is selected such that the charge release mode is initiated only when the deviation of the second actual torque from the target torque are minimal, which is an indication that during rotation the grinding tube between the first angle of rotation and the second angle of rotation has hardly solved material from the inner wall of the grinding tube.
  • the first and the second rotation angle are below 90 °, in particular below 70 °.
  • the charge release mode is initiated at a rotation angle of about 70 °.
  • the above-described review is carried out in an angular range below 70 °.
  • FIG. 1 is symbolically shown a grinding pipe 2 of a tube mill, not shown here in detail.
  • the grinding tube 2 is associated with a drive device 3 with a control device 4, which controls, among other things, the start of the grinding tube 2.
  • the grinding tube 2 is loaded with a regrind 6, in particular ore, which is also referred to as a charge.
  • the grinding tube 2 can be operated both in a grinding mode and in a charge-dissolving mode.
  • the milling mode represents the normal operation of a tube mill, in which the grinding blank is rotated with a view to crushing or grinding the load.
  • the charge dissolution mode is the operational state of the tube mill where, when a stuck charge is detected, measures are taken to remove the sticking charge from the inner wall of the grinding tube.
  • FIG. 1 a total of four states of the charge 6 of the grinding tube 2 are shown depending on the angle of rotation.
  • Z 1 represents a still state at 0 °, in which the charge 6 is uniformly distributed on the bottom of the grinding tube 2.
  • Z 4 represents the position of the firmly baked charge at an angle of rotation of approximately 70 °.
  • Z 2 and Z 3 represent the firmly baked charge 6 at two further rotation angles ⁇ 1 , ⁇ 2 between 0 ° and 70 °.
  • the operation of the tube mill is taken and the grinding tube 2 approached in the direction of rotation 10 by being rotated about a central axis A.
  • a first rotation angle ⁇ 1 which is smaller than 90 °, for example at 45 °
  • a torque T of the drive device 3 is measured. This point is in FIG. 1 denoted by M1.
  • a second angle of rotation ⁇ 2 for example 60 °
  • the torque T is measured again at the point M2.
  • the measurements can also take place at other angles of rotation D between 0 ° and 90 °, only at least two measured values at two different angles of rotation are required.
  • FIG. 2 The evaluation of the measurements in the measuring points M1 and M2 is in FIG. 2 shown graphically.
  • the torque T of the drive device 3 is plotted against the angle of rotation D.
  • V 1 designates the increase in the torque T for a stuck charge.
  • V 2 is the actual course of the torque T when starting the tube mill.
  • M denotes the maximum torque occurring.
  • the torque T in the measuring points M1 and M2 is determined at ⁇ 1 or ⁇ 2 .
  • the torque T increases largely in accordance with a sine of the angle of rotation D, as can be seen from the course of V 1 . Therefore, from the torque T 1 to the first rotation angle (measurement M1) on the relationship sin ⁇ 1 / are ⁇ 2 the theoretical setpoint torque T 2setpoint is calculated at time M2 at rotation angle ⁇ 2 .
  • the actual torque T 2IST at the measuring point M2 at ⁇ 2 is additionally measured and compared with T 2SOLL by using a threshold range 8.
  • the threshold range is defined as 10%, ie it is examined whether T 2IST deviates more than 10% from T 2SOLL . If T 2IST is more than 10% below T 2SOLL or equal to T 2SOLL , it can be assumed that the material has detached from the inner wall of the grinding tube 2 and the tube mill continues to operate undisturbed. Otherwise, for example, the charge release mode is set, in particular, the tube mill is turned off or it is caused a controlled shaking or shaking of the grinding tube 2 via an adjustment of the drive torque.
  • the threshold range 8 is stored in the controller 4 or this is specified case-related as needed. For the evaluation, in particular the quotient of T 2IST and T 2SOLL is formed and this is compared with the threshold range 8. In the above embodiment in which the deviation limit is defined at 10%, the condition for initiating the charge-dissipation mode is satisfied when T 2 IS ⁇ T 2 SHOULD ⁇ 0 . 9th
  • T 2 SHOULD T 1 sin ⁇ 1 / sin ⁇ 2 .
  • T 2 IS ⁇ T 1 sin ⁇ 1 / are ⁇ 2 ⁇ 0 . 9th
  • T 2IST is equal to or greater than 10% of T 2SOLL , then the normal milling mode continues.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren eines Mahlrohrs (2) mit einer zugeordneten Antriebsvorrichtung (3), wobei im Betrieb des Mahlrohrs (2) ein Mahlmodus und ein Ladungslösemodus einstellbar sind. Eine besonders zuverlässige Überwachung des Zustands einer im Mahlrohr (2) befindlichen Ladung (6) wird gewährleistet, indem ausgehend von einem Stillzustand des Mahlrohrs (2): - das Mahlrohr (2) rotiert wird und bei einem ersten Drehwinkel (± 1 ) ein erster Ist-Drehmoment (T1) erfasst wird, - anhand des ersten Ist-Drehmoments (T1) ein Soll-Drehmoment (T 2SOLL für einen zweiten, größeren Drehwinkel (± 2 ) berechnet wird, - beim Erreichen des zweiten Drehwinkels (± 2 ) ein tatsächliches, zweites Ist-Drehmoment (T 2IST) erfasst wird, - mit Hilfe eines vorgegebenen Schwellbereichs (8) untersucht wird, in wie weit das zweite Ist-Drehmoment (T 2IST) vom Soll-Drehmoment (T 2SOLL) abweicht, - wenn das zweite Ist-Drehmoment (T 2IST) innerhalb des Schwellbereichs (8) liegt, der Ladungslösemodus des Mahlrohrs (2) eingestellt wird, - anderenfalls das Mahlrohr (2) im Mahlmodus betrieben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren eines Mahlrohrs mit einer zugeordneten Antriebsvorrichtung, wobei im Betrieb des Mahlrohrs ein Mahlmodus und ein Ladungslösemodus einstellbar sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuervorrichtung, eine Antriebsvorrichtung sowie eine Rohrmühle.
  • Rohrmühlen werden vorzugsweise zum Mahlen von Materialien wie Erz eingesetzt. Es ist nicht unüblich, dass der Betrieb einer Rohrmühle für eine längere Zeitdauer unterbrochen wird und die Rohrmühle stillsteht. Dies geschieht beispielsweise aus Wartungsgründen. Während des Stillstands der Rohrmühle kann sich das im Mahlrohr der Rohrmühle befindliche Material festigen und an der Innenwand des Mahlrohrs festkleben. Derartig festgeklebtes, verfestigtes, an der Innenwand des Mahlrohrs haftendes Material wird als festgeklebte Ladung oder auch als "frozen charge" bezeichnet. Wird die Rohrmühle nach längerem Stillstand wieder in Betrieb genommen besteht die Gefahr, dass sich die festgeklebte Ladung in großer Höhe von der Innenwand ablöst, abstürzt und beim anschließenden Aufschlagen auf das Mahlrohr erhebliche Schäden an der Rohrmühle bewirkt.
  • Aus der EP 1 735 099 B1 geht zudem ein Verfahren zum Entfernen einer festgeklebten Ladung von der Innenwand eines Mahlrohrs hervor, bei dem durch eine Antriebsvorrichtung der Drehwinkel um mindestens einen vorgegeben Drehwinkel schwingend eingestellt wird.
  • Es existieren bereits Überwachungseinrichtungen bzw. Überwachungsfunktionen in der Steuerung der Rohrmühle, die das Vorhandensein festgeklebter Ladungen erkennen und die, wenn das Vorhandensein einer festgeklebten Ladung erkannt wird, die Rohrmühle abschalten. Eine derartige Überwachung des Lastzustandes einer Rohrmühle ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 35 28 409 A1 beschrieben.
  • Bei einer solchen Überwachungsfunktion kann beispielsweise das beim Anlaufen der Rohrmühle erforderliche Drehmoment kontinuierlich beobachtet und der Maximalwert des Verlaufes wird gespeichert werden. Beim Erreichen des eingestellten Drehwinkels der Überwachung (z.B. 70°) wird für ein darauffolgendes Zeitfester das aktuelle Drehmoment mit dem gespeicherten Spitzenwert verglichen. Ist das Drehmoment im Überwachungsfenster größer als 95% des gespeicherten Maximalwertes, wird auf festgebackene Ladung geschlossen (bei der sich das Drehmoment bis Drehwinkel 90° kontinuierlich erhöht) und die Rohrmühle wird abgeschaltet.
  • Insbesondere bei Mühlen, die ohne Stahlkugeln als Mahlhilfe betrieben werden (AG-Mühlen, engl. autogenous mill) ist die Ladung relativ flüssig, so dass sich beim Anfahren keine ausgeprägte Drehmomentspitze ergibt. Damit ist die Bedingung für die Abschaltung durch die Überwachung jedoch erfüllt, obwohl keine festgebackene Ladung vorliegt. Die Mühle wird trotzdem abgeschaltet.
  • Eine automatische Deaktivierung der oben beschriebenen Überwachungsfunktion ist jedoch nicht zielführend, da auch bei diesen Mühlen die Gefahr besteht, dass das im Mahlrohr befindliche Wasser im Stillstand abfließt und das Material anschließend festbackt. Daher kann auf die Überwachung nicht verzichtet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders zuverlässige Überwachung des Zustands des in einem Mahlrohr einer Rohrmühle befindlichen Materials zu gewährleisten.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Anfahren eines Mahlrohrs mit einer zugeordneten Antriebsvorrichtung, wobei im Betrieb des Mahlrohrs ein Mahlmodus und ein Ladungslösemodus einstellbar sind, wobei ausgehend von einem Stillzustand des Mahlrohrs:
    • das Mahlrohr rotiert wird und bei einem ersten Drehwinkel ein erster Ist-Drehmoment erfasst wird,
    • anhand des ersten Ist-Drehmoments ein Soll-Drehmoment für einen zweiten, größeren Drehwinkel berechnet wird,
    • beim Erreichen des zweiten Drehwinkels ein tatsächliches, zweites Ist-Drehmoment erfasst wird,
    • mit Hilfe eines vorgegebenen Schwellbereichs untersucht wird, in wie weit das zweite Ist-Drehmoment vom Soll-Drehmoment abweicht,
    • wenn das zweite Ist-Drehmoment innerhalb des Schwellbereichs liegt, der Ladungslösemodus des Mahlrohrs eingestellt wird,
    • anderenfalls das Mahlrohr im Mahlmodus betrieben wird.
  • Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuervorrichtung für die Antriebsvorrichtung eines Mahlrohrs zur Durchführung des Verfahrens.
  • Die Aufgabe wird darüber hinaus erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebsvorrichtung für ein Mahlrohr, umfassend eine solche Steuervorrichtung.
  • Die Aufgabe wird schließlich erfindungsgemäß gelöst durch eine Rohrmühle umfassend ein Mahlrohr und eine solche Antriebsvorrichtung.
  • Die in Bezug auf das Verfahren nachstehend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf die Steuervorrichtung, die Antriebsvorrichtung und die Rohrmühle übertragen.
  • Unter Mahlmodus wird hierbei der normale Betrieb einer Rohrmühle verstanden, in dem das Mahlrohl im Hinblick auf ein Zerkleinern oder Zermahlen der Ladung rotiert wird.
  • Mit Ladungslösemodus wird ein betrieblicher Zustand der Rohrmühle verstanden, bei dem, wenn eine festgeklebte Ladung detektiert wird, Maßnahmen zur Entfernung der festklebenden Ladung von der Innenwand des Mahlrohrs eingeleitet werden. Solche Maßnahmen können sich nach den automatisierten Betriebsweisen beschrieben in der EP 1 735 099 B1 und in EP 2 525 914 B1 richten. Es kann alternativ z.B. lediglich ein Abschalten der Drehung des Mahlrohrs im Hinblick auf eine manuelle Entfernung der festgeklebten Ladung von der Innenwand vorgesehen sein.
  • Die Erfindung basiert auf der Überlegung, durch eine Erfassung des Drehmoments der Antriebsvorrichtung bei zwei verschiedenen Drehwinkeln zu prüfen, ob es sich bei der Ladung des Mahlrohrs um ein "gleitendes" oder festklebendes Material handelt. Das erfasste Drehmoment ist hierbei das Antriebsdrehmoment (oder alternativ das Lastmoment) des Mahlrohrs. Grundsätzlich gilt, dass im Falle, dass die komplette Ladung eine "frozen charge" bildet, bei einem Drehwinkel kleiner 90° das Drehmoment der Antriebsvorrichtung stetig ansteigt, solange die Ladung an der Innenwand des Mahlrohrs haftet. Wenn sich jedoch Teile der Ladung beim Anfahren des Mahlrohrs lösen und andere noch an der Innenwand klebend bleiben, ist der Drehmomentanstieg mit der Zeit bzw. mit dem ansteigenden Drehwinkel kleiner als im Falle des totalen frozen charge.
  • Basierend auf dieser Kenntnis wird erfindungsgemäß beim Anfahren des Mahlrohrs das Drehmoment bei zwei Drehwinkeln erfasst. Beim ersten, kleineren Drehwinkel, ist vergleichsweise wenig von der Ladung beim Anfahren des Mahlrohrs nach unten gerutscht. Anhand von diesem ersten Ist-Drehmoment wird berechnet, welches Drehmoment beim zweiten, höheren Drehwinkel zu erwarten ist, wenn sich die Bedingungen im Mahlrohr nicht mehr ändern. Das tatsächliche Ist-Drehmoment für den zweiten Drehwinkel wird anschließend ebenfalls erfasst, es liegt im Regelfall unterhalb des extrapolierten Soll-Werts, da sich üblicherweise bei ansteigender Höhe der Ladung während der weiteren Rotation des Mahlrohrs mehr Material von der Innenwand löst.
  • Schließlich wird der Schwellbereich herangezogen, der eine Aussage darüber liefert, in wie weit das Ist-Drehmoment vom Soll-Drehmoment abweicht. Wenn das zweite Ist-Drehmoment deutlich unterhalb des extrapolierten Soll-Drehmoments, außerhalb des Schwellbereichs liegt, ist davon auszugehen, dass sich die Ladung größtenteils oder sogar komplett von der Innenwand des Mahlrohrs gelöst hat und es kann der normale Mahlbetrieb der Rohrmühle fortgesetzt werden. Wenn jedoch der zweite Ist-Drehmoment innerhalb des Schwellbereichs liegt, bedeutet dies, dass das Material noch größtenteils an der Innenwand des Mahlrohrs haftet. Es wird daher der Ladungslösemodus eingestellt, so dass die Ladung von der Wand gelöst wird, bevor das Mahlrohr weiter gedreht wird.
  • Durch eine geeignete Wahl des Schwellbereichs ist eine sehr hohe Zuverlässigkeit bei der "frozen charge" Detektion gewährleistet, wodurch die Verfügbarkeit der Rohrmühle ebenfalls erhöht wird, da unnötige Abschaltungen und somit Produktionsausfälle vermieden werden. Ein wesentlicher Vorteil beim vorgeschlagenen Verfahren ist, dass das Verfahren unabhängig von einem Maximalwert des Verlaufs des Drehmoments ist. Zudem ist der Aufwand für die Realisierung des Verfahrens minimal, da in der Regel alle erforderlichen Messgrößen ohnehin zur Verfügung stehen, sie werden lediglich in eine weitere Software-Funktion in die Steuerung der Rohrmülle implementiert. Darüber hinaus ist das Verfahren drehrichtungsunabhängig.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung werden zur Berechnung des Soll-Drehmoments der Sinus des ersten Drehwinkels und der Sinus des zweiten Drehwinkels herangezogen, insbesondere das Verhältnis des Sinus des ersten Drehwinkel zum Sinus des zweiten Drehwinkels. Dies ist besonders vorteilhaft, da bei fest gebackenem Mahlgut das Drehmoment im Wesentlichen entsprechend einem Sinus des Drehwinkels ansteigt. Eine Berechnung des Soll-Drehmoments im zweiten Drehwinkel ausgehend vom ersten Drehwinkel auf Grundlage einer sinusbasierten Extrapolation liefert somit das genaueste Ergebnis für das Soll-Drehmoment.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird aus dem zweiten Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment ein Quotient gebildet. Ein solcher Quotient bietet eine besonders einfache Möglichkeit eine Relation zwischen den beiden Werten aufzustellen, um zu untersuchen, wie diese zueinander stehen bzw. wie groß die Abweichung voneinander ist. Alternativ zum Quotienten kann beispielsweise die Differenz aus dem zweiten Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment gebildet werden und diese kann ebenfalls mit einem vorgegeben Schwellbereich oder Schwellwert verglichen werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung wird der Schwellbereich durch einen Wert definiert, der insbesondere als Prozentangabe oder eine rationale Zahl angegeben wird. Der Wert bildet dabei die Zahlengrenze für das Verhältnis vom Soll-Drehmoment und dem zweiten Ist-Drehmoment zueinander. Im Falle, dass bei der Auswertung des Ist-Drehmoments gegenüber dem Soll-Drehmoment mit einem Quotient gearbeitet wird, ist dieser Quotient stets kleiner 1, wenn das Ist-Drehmoment im Zähler ist und er Soll-Drehmoment im Nenner ist. Im umgekehrten Fall, wenn beim Quotienten das Soll-Drehmoment im Zähler ist und das Ist-Drehmoment im Nenner ist, ist der Quotient stets größer 1. Entsprechend wird auch der Schwellbereich gewählt.
  • Vorteilhafterweise wird der Schwellbereich als eine Abweichung des zweiten Ist-Drehmoments vom Soll-Drehmoment um 15%, insbesondere um 10%, insbesondere um 5% definiert. Um unnötige Störungen des Betriebs des Mahlrohrs zu vermeiden, ist hierbei der Schwellbereich derart gewählt, dass der Ladungslösemodus nur eingeleitet wird, wenn die Abweichung des zweiten Ist-Drehmoments vom Soll-Drehmoment minimal sind, was ein Hinweis dafür ist, dass sich bei der Rotation des Mahlrohrs zwischen dem ersten Drehwinkel und dem zweiten Drehwinkel kaum Material von der Innenwand des Mahlrohrs gelöst hat.
  • Vorzugsweise liegen der erste und der zweite Drehwinkel unterhalb 90°, insbesondere unterhalb 70°. Erfahrungsgemäß wird bei einem Drehwinkel von ca. 70° der Ladungslösemodus eingeleitet, um ein Abstürzen des Mahlguts auf den Boden des Mahlrohrs zu vermeiden, daher wird die oben beschriebene Überprüfung in einem Winkelbereich unterhalb 70° durchgeführt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
    • FIG 1
    schematisch und stark vereinfacht ein Mahlrohr bei vier unterschiedlichen Drehwinkeln,
    FIG 2
    eine Auswertung des Drehmoments des Mahlrohrs gemäß FIG 1 über einem Drehwinkel.
  • Gleiche Bezugszeichen haben in den Figuren die gleiche Bedeutung.
  • In FIG 1 ist symbolisch ein Mahlrohr 2 einer hier nicht näher gezeigten Rohrmühle dargestellt. Dem Mahlrohr 2 ist eine Antriebsvorrichtung 3 mit einer Steuervorrichtung 4 zugeordnet, welche u.a. das Anfahren des Mahlrohrs 2 ansteuert. Das Mahlrohr 2 ist mit einem Mahlgut 6, insbesondere Erz, beladen, welches weiterhin als Ladung bezeichnet ist.
  • Das Mahlrohr 2 kann sowohl in einem Mahlmodus als auch in einem Ladungslösungsmodus betrieben werden. Der Mahlmodus stellt den normalen Betrieb einer Rohrmühle dar, bei dem das Mahlrohl im Hinblick auf ein Zerkleinern oder Zermahlen der Ladung rotiert wird. Der Ladungslösemodus ist der betriebliche Zustand der Rohrmühle, bei dem, wenn eine festgeklebte Ladung detektiert wird, Maßnahmen zur Entfernung der festklebenden Ladung von der Innenwand des Mahlrohrs eingeleitet werden.
  • In FIG 1 sind insgesamt vier Zustände der Ladung 6 des Mahlrohrs 2 je nach Drehwinkel gezeigt. Z1 stellt einen Stillzustand bei 0° dar, bei dem die Ladung 6 gleichmäßig verteilt auf dem Boden des Mahlrohrs 2 liegt. Z4 stellt die Lage der fest gebackenen Ladung bei einem Drehwinkel ca. 70° dar. Z2 und Z3 stellen die fest gebackene Ladung 6 bei zwei weiteren Drehwinkeln α1, α2 zwischen 0° und 70° dar.
  • Ausgehend vom Stillzustand Z1 wird der Betrieb der Rohrmühle aufgenommen und das Mahlrohr 2 in Drehrichtung 10 angefahren, indem es um eine Mittelachse A rotiert wird. Bei einem ersten Drehwinkel α1, der kleiner als 90° ist, beispielsweise bei 45°, wird ein Drehmoment T der Antriebsvorrichtung 3 gemessen. Dieser Punkt ist in FIG 1 mit M1 bezeichnet. Bei einem zweiten Drehwinkel α2, z.B. 60°, wird im Punkt M2 das Drehmoment T erneut gemessen. Die Messungen können auch bei anderen Drehwinkeln D zwischen 0° und 90° erfolgen, es sind lediglich mindestens zwei Messwerte bei zwei unterschiedlichen Drehwinkeln erforderlich.
  • Die Auswertung der Messungen in den Messpunkten M1 und M2 ist in FIG 2 graphisch dargestellt. Hierbei ist das Drehmoment T der Antriebsvorrichtung 3 über dem Drehwinkel D aufgetragen. Mit V1 ist der Anstieg des Drehmoments T bei einer festklebenden Ladung bezeichnet. V2 ist der tatsächliche Verlauf des Drehmoments T beim Anfahren der Rohrmühle. Mit M ist das maximal auftretende Drehmoment bezeichnet.
  • Im Bereich B, der im Stand der Technik für die Überwachung der "frozen charge" herangezogen wird, liegt im gezeigten Ausführungsbeispiel eine minimale Abweichung des tatsächlichen Verlauf V2 des Drehmoments T vom maximalen Drehmoment M. Hierbei weist der Verlauf V2 keine ausgeprägte Drehmomentspitze auf. Herkömmliche Überwachungssysteme würden an dieser Stelle somit den Ladungslösungsmodus regelmäßig einleiten.
  • Um dies zu vermeiden, wird das Drehmoment T in den Messpunkten M1 und M2 bei α1 bzw. α2 bestimmt. Bei fest gebackenem Mahlgut 6 steigt das Drehmoment T weitgehend entsprechend einem Sinus des Drehwinkels D an, wie aus dem Verlauf von V1 ersichtlich ist. Daher kann aus dem Drehmoment T1 zum ersten Drehwinkel (Messung M1) über die Beziehung sin α 1 / sind α 2
    Figure imgb0001
     das theoretische Soll-Drehmoment T2Soll zum Zeitpunkt M2 bei Drehwinkel α2 berechnet werden.
  • Das tatsächliche Drehmoment T2IST im Messpunkt M2 bei α2 wird zusätzlich gemessen und mit T2SOLL verglichen, indem ein Schwellbereich 8 herangezogen wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schwellbereich als 10% definiert, d.h. es wird untersucht, ob T2IST mehr als 10% von T2SOLL abweicht. Liegt T2IST mehr als 10% unter T2SOLL oder ist gleich T2SOLL, ist davon auszugehen, dass sich das Material von der Innenwand des Mahlrohrs 2 gelöst hat und die Rohrmühle wird ungestört weiter betrieben. Anderenfalls wird z.B. der Ladungslösemodus eingestellt, insbesondere wird die Rohrmühle abgeschaltet oder es wird ein kontrolliertes Rütteln oder Schütteln des Mahlrohrs 2 über eine Anpassung des Antriebsdrehmoments hervorgerufen.
  • Zum Vergleich von T2SOLL mit T2IST ist der Schwellbereich 8 in der Steuerung 4 hinterlegt oder dieser wird nach Bedarf fallbezogen angegeben. Für die Auswertung wird insbesondere der Quotient von T2IST und T2SOLL gebildet und dieser wird mit dem Schwellbereich 8 verglichen. Beim obigen Ausführungsbeispiel, bei dem die Abweichungsgrenze bei 10% definiert ist, ist die Bedingung zum Einleiten des Ladungslösemodus erfüllt, wenn T 2 IST < T 2 SOLL × 0 , 9.
    Figure imgb0002
  • Da T 2 SOLL = T 1 sin α 1 / sin α 2 ,
    Figure imgb0003
     gilt: T 2 IST < T 1 sin α 1 / sind α 2 × 0 , 9.
    Figure imgb0004
  • Mit den gemäß FIG 1 verwendeten Drehwinkeln α1=45° und α2=60° lässt sich somit die Bedingung für den Ladungslösemodus mathematisch ausdrücken durch: T 2 IST < T 1 × 1 , 1.
    Figure imgb0005
  • Wenn T2IST jedoch gleich oder größer 10% vom T2SOLL ist, dann wird der normale Mahlmodus fortgesetzt.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Anfahren eines Mahlrohrs (2) mit einer zugeordneten Antriebsvorrichtung (3), wobei im Betrieb des Mahlrohrs (2) ein Mahlmodus und ein Ladungslösemodus einstellbar sind, wobei ausgehend von einem Stillzustand des Mahlrohrs (2):
    - das Mahlrohr (2) rotiert wird und bei einem ersten Drehwinkel (α1) ein erster Ist-Drehmoment (T1) erfasst wird,
    - anhand des ersten Ist-Drehmoments (T1) ein Soll-Drehmoment (T2SOLL) für einen zweiten, größeren Drehwinkel (α2) berechnet wird,
    - beim Erreichen des zweiten Drehwinkels (α2) ein tatsächliches, zweites Ist-Drehmoment (T2IST) erfasst wird,
    - mit Hilfe eines vorgegebenen Schwellbereichs (8) untersucht wird, in wie weit das zweite Ist-Drehmoment (T2IST) vom Soll-Drehmoment (T2SOLL) abweicht,
    - wenn das zweite Ist-Drehmoment (T2IST) innerhalb des Schwellbereichs (8) liegt, der Ladungslösemodus des Mahlrohrs (2) eingestellt wird,
    - anderenfalls das Mahlrohr (2) im Mahlmodus betrieben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei zur Berechnung des Soll-Drehmoments (T2SOLL) der Sinus des ersten Drehwinkels (α1) und der Sinus des zweiten Drehwinkels (α2) herangezogen werden, insbesondere das Verhältnis des Sinus des ersten Drehwinkel (α1) zum Sinus des zweiten Drehwinkels (α2) gebildet wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei aus dem zweiten Ist-Drehmoment (T2IST) und dem Soll-Drehmoment (T2SOLL) ein Quotient gebildet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der Schwellbereich (8) durch einen Wert definiert wird, der insbesondere als Prozentangabe oder eine rationale Zahl angegeben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    wobei der Schwellbereich (8) definiert wird als eine Abweichung des zweiten Ist-Drehmoments (T2IST) vom Soll-Drehmoment (T2SOLL) um 15%, insbesondere um 10%, insbesondere um 5%.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei der erste und der zweite Drehwinkel (α1, α2) unterhalb 90°, insbesondere unterhalb 70° liegen.
  7. Steuervorrichtung (4) für die Antriebsvorrichtung (3) eines Mahlrohrs (2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Antriebsvorrichtung (3) für ein Mahlrohr (2), umfassend eine Steuervorrichtung (4) nach Anspruch 7.
  9. Rohrmühle umfassend ein Mahlrohr (2) und eine Antriebsvorrichtung (3) nach Anspruch 8.
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