WO2014122036A1 - Method for controlling and/or regulating a grinding mill and grinding mill - Google Patents

Method for controlling and/or regulating a grinding mill and grinding mill Download PDF

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WO2014122036A1
WO2014122036A1 PCT/EP2014/051429 EP2014051429W WO2014122036A1 WO 2014122036 A1 WO2014122036 A1 WO 2014122036A1 EP 2014051429 W EP2014051429 W EP 2014051429W WO 2014122036 A1 WO2014122036 A1 WO 2014122036A1
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WO
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parameter
grinder
grinding
separator
ground
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/051429
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Lekscha
Bernd Zehentbauer
Victor Seleznev
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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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
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B02C23/10—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone
    • B02C23/12—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator arranged in discharge path of crushing or disintegrating zone with return of oversize material to crushing or disintegrating zone
    • 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 controlling and / or regulating a grinding plant and a grinding plant.
  • a grinding plant also comprises a separating device, such as a hydrocyclone, with which the ground material is separated, ie classified, depending on the grain size or grain size.
  • a separating device such as a hydrocyclone
  • sufficiently ground particles leave the hydrocyclone via the overflow, the insufficiently ground particles in the underflow. The latter are returned to the grinder and thus added to the grinding process again.
  • the grinding process is a very time-consuming and therefore costly process, which is difficult to control due to various influencing factors. It is known that the milling process is very energy intensive.
  • grinding plants are often designed oversized.
  • the operating point of the grinding plant is therefore often removed from the optimum operating point.
  • the first object is achieved by a method for controlling and / or regulating a grinding plant with the features of claim 1.
  • Such a grinding plant comprises a grinder for grinding a substance and a separator for classifying the ground material.
  • the method comprises the following steps: a) at least one characteristic of the operation of the grinding plant characteristic first parameter and a second parameter is determined, b) the derivative of the first parameter is determined according to the second parameter, c) it becomes the sign of the derivative determined, d) the grinding plant is controlled and / or regulated depending on the sign of the derivative.
  • the control and / or regulation of the grinding plant has the following
  • Control material flows to prevent the critical variables of the variable parameters from exceeding permissible values.
  • the peculiarity of the closed system "Mahl sensible- separating device” is that the feed of the separator, in particular in the wet grinding is preferably a hydrocyclone, not autonomous, but depends on the grinding results of the grinder and the work results of the separator. This peculiarity requires, in the control of the process, to use a common system involving both the control of the milling cycle and the classification in the separator.
  • the method according to the invention is characterized in that, with the aim of increasing the control accuracy, to reduce the energy costs, to stabilize the grain size at the output of the separator, the specific productivity of the finished class, the energy intensity of the grinding, the effectiveness of the classification in the separator, the complex overload parameters in the grinder and separator, the circulation load, the finished class content in the milling products are determined taking into account the forecast for the finished class content at the output of the separator according to operating modes of the pump unit.
  • the control of the grinding plant is carried out in dependence on the sign of the derivation of a first characteristic parameter for the grinding plant according to a second parameter.
  • the first parameter used is the motor power of a drive motor of the grinder and, as a second parameter, the filling volume of the grinder with the material to be ground.
  • the throughput of the grinder is used as the first parameter and the filling volume of the grinder with the material to be ground is used as the second parameter.
  • the effectiveness of the grinding is used as the first parameter and the filling volume of the grinding device with the material to be ground is used as the second parameter.
  • the comminution energy of the grinding device is used as the first parameter and the filling volume of the grinding device with the material to be ground is used as the second parameter.
  • the efficiency of the classification is used as the first parameter and the circulation load as the second parameter.
  • the effectiveness of the classification is used as a first parameter and the pressure at the inlet of the separator as the second parameter.
  • the efficiency of the classification is used as the first parameter and the feed density is used as the second parameter.
  • the classification parameter is used as the first parameter after the finished class and as the second parameter the throughput of the milling device.
  • the throughput of the milling device is used as a first parameter according to finished class and as the second parameter, the pulp density of the milling device.
  • the grain size at the first outlet of the separating device is used as the first parameter and the pressure at the inlet of the separating device is used as the second parameter.
  • the grain size at a second output of the separating device is used as the first parameter and the grain size at a first output of the separating device as the second parameter.
  • the second object is achieved by a grinding plant with the features of claim 10.
  • a grinding plant on a milling device for grinding a substance and a separator for classifying the ground material and a control / regulating unit in which a software for performing the inventive Method is implemented.
  • This invention is based on the following features:
  • Effectiveness of the classification Efg of the pressure P at the inlet of the separator a diagram with the qualitative dependence of the effectiveness of the classification Efg on the circulation load C, a diagram with the qualitative dependence of the
  • Effectiveness of the classification Efg of the pressure P at the inlet of the separating device at different values of the pulp density R a diagram with the qualitative dependence of the effectiveness of the classification Efg on the feed density Rpg of the separating device, a diagram with the qualitative dependency of the classifying performance after the Finished class Qcl of the throughput Qpm of the grinder, a diagram with the qualitative dependency throughput Qpm gk of the grinder on finished class of the pulp density of the grinder Rem, a diagram with the qualitative dependence of the grit ßsoll in the overflow of the separator from the pressure P at the inlet of the separator or the proportion of sub-grain classes in the feed material at different values of the feed density Rpg of the separating device, 14 shows a diagram with the qualitative dependence of
  • Grit at the second outlet of the separator y of the grain size ßsoll. 1 shows a grinding plant 2 with which a material S to be ground, such as iron ore-containing rock is ground and classified. In this case, it is a wet grinding plant.
  • a material S to be ground such as iron ore-containing rock is ground and classified. In this case, it is a wet grinding plant.
  • water is added to the material S to be ground by means of a metering device 4.
  • the resulting pulp 6 is located in a tank 8.
  • the pulp 6 is supplied with the material to be ground S a grinder 12, such as a ball mill.
  • the grinder 12 is driven by a drive motor 14 and rotated.
  • the grinder 12 has a filling volume F with the pulp 6 of the material S to be ground.
  • the particle size of the substance S to be ground is reduced by overcoming the binding forces in the starting particles.
  • the pulp 6 is passed into a further tank 16, which in turn can be added by a metering 17 water.
  • the pulp 6 is fed by means of a pump 18 to a separating device 20, in the exemplary embodiment a hydrocyclone.
  • a separating device 20 in the exemplary embodiment a hydrocyclone.
  • the separator at a first output 22, which in this case formed by the hydrocyclone overflow becomes.
  • That part of the milled substance S which does not meet the quality criteria leaves the separating device 20 through a second outlet 24, the hydrocyclone underflow, and is finally returned to the grinder 12 via a return 26.
  • a step a) at least one characteristic parameter Pi which is characteristic of the operation of the grinding plant is determined.
  • the first parameter Pi is the engine power Pdv of the drive motor 14 of the grinder 12.
  • the motor power Pdv is measured with a measuring device 28 and the corresponding measurement signals from a
  • Control unit 30 detected.
  • the filling volume F of the grinder 12 is measured by a measuring device 32 and the measuring signals thereof are also detected by the control and regulation unit 30.
  • step b) the derivative of the first parameter Pi is then determined by the control and regulation unit 30 according to the second parameter P 2, in this case the derivative of the engine power of the drive motor Pdv according to the filling volume F.
  • FIG. 1 A diagram of the dependence of the motor power Pdv on the filling volume F of the grinding device 12 is shown in FIG. It can be seen here that the engine power Pdv first increases with increasing filling volume F and then decreases again with further filling volume. The curve therefore has a maximum, which is to be regarded as an optimal operating point.
  • the grinding plant 2 is controlled by means of the method according to the invention such that this optimum operating point is achieved.
  • the optimum operating point is characterized in that the derivative of the curve described above is zero. In a further step c), therefore, the sign of the derivative is determined.
  • step d) the grinding plant 2 is controlled and / or regulated as a function of the pre-sign of the derivative.
  • the feed of the material S to be ground is increased in the grinder 12 when the sign of the derivative is positive, reduced when the sign of the derivative is negative and stabilized when the derivative is zero.
  • the grinding plant 2 comprises further measuring devices for detecting measured variables which can be used to control / regulate the grinding plant 2.
  • these are a measuring device 34 for the product grain size at the second outlet 22 of the separating device 20, a measuring device 36 for the pulp pressure of the feed material of the separating device 20, a measuring device 38 for the pulse density of the circulation load, a measuring device 40 for the pulse density the feed of the grinder 12, a measuring device 42 for the drive power of the pump 10, a measuring device 44 for the engine speed of the pump 10, a measuring device 46 for the engine speed of the pump 18, a measuring device 48 for the drive power of the pump 18, a measuring device 50 for the pulp density of the feed, a measuring device 52 for the pulp density at the output of the grinder 12th
  • the grinding plant 2 includes various controllers that regulate the grinding process. These are a regulator 56 for filling the grinder, a controller 58 for the pulp density of the feed of the grinder 12, a regulator 60 for the powder density of the feed the separator 20 and a regulator 62 for the pump pressure at the input of the separator 20th
  • FIG. 3 shows a diagram in which the power Qpm of the grinder 12 as a function of the second parameter P 2 , namely the filling volume F of the grinder 12, is shown as the first parameter PI.
  • This curve also has a maximum.
  • the grinder 12 is operated at this maximum.
  • 4 shows a diagram in which the effectiveness of the grinding Efm is shown as the first parameter Pi and the filling volume F of the grinding device 12 as the second parameter P 2 .
  • Such a curve also has a maximum in which the milling process is preferably operated.
  • FIG. 5 shows a further diagram in which the comminution energy E of the grinder 12 is shown as the first parameter Pi and the filling volume F of the grinder 12 and its dependencies as the second parameter P 2 .
  • Such a curve has a minimum in which, in turn, the method is preferably operated.
  • FIG. 6 shows a diagram in which the throughput according to finished class Qpm gk of the grinding device 12 is shown as the first parameter Pi and the circulating load C is shown as the second parameter P 2 .
  • the corresponding curve in turn has a maximum in which the grinding process is preferably operated.
  • 7 shows a diagram with the qualitative dependence of the effectiveness of the classification Efg on the pressure P at the inlet of the separating device.
  • 8 shows a diagram with the qualitative dependency of the effectiveness of the classification Efg on the circulation load C.
  • FIG. 9 shows a diagram with the qualitative dependency of the effectiveness of the classification Efg on the pressure P at the inlet of the separation device at different values of the pulp density R.
  • FIG a diagram with the qualitative dependence of the effectiveness of the classification Efg of the feed density Rpg of the separator.
  • FIG. 11 shows a diagram with the qualitative dependency of the classifying performance on the finished class Qcl of the throughput Qpm of the grinding device and the throughput Qpm of the grinding device.
  • FIG. 12 shows a diagram with the qualitative dependency throughput Qpm gk of the milling device according to finished class of the pulp density of the grinding device Rem.
  • FIG. 13 shows a diagram with the qualitative dependency of the grain size ⁇ soll in the overflow of the separating device from the pressure P at the inlet of the separating device or the proportion of sub-grain classes in the charging material at different values of the material to be loaded Rpg of the separating device.
  • FIG. 14 shows a diagram with the qualitative dependency of the finished class content y on the grain size ⁇ soll.
  • the milling process has further characteristic parameters whose dependencies are also known.
  • minima or maxima occur, which are considered to be optimal operating points and thus can be used to control / regulate the milling process.
  • such parameters may be used to optimize the effectiveness of the classification in the separator 20. This also optimizes the entire milling process.
  • the control of the optimum efficiency of the classification in the separator 20 is under the conditions of the predetermined quality characteristics for the finished class content at the first output 22 of the separator 20, the maximization of finished product productivity of the grinder 12 under
  • the overflow density in the separator 20 is stabilized when optimum parameters for zero values of the discharges are reached:
  • the process parameters of the cycle control are stabilized when optimum parameters are reached at zero values of the discharges: the power of the grinder 12 according to filling volume F,
  • the grinding process is controlled by optimizing the grain size of the hydrocyclone overflow by changing the pulp density by changing the amount of water in the sump of the pump 18 of the separator 20.
  • the difference of o. G. The method for controlling the grinding and classification processes consists in the fact that the specified finished-product content is achieved in the hydrocyclone overflow at:
  • the proportion of the individual overload criterion is determined from the complex overall criterion, the limit values of the static individual criteria according to the motor power of the grinder 12, the filling volume F of the grinder 12, as well as the dynamic process parameters with assessment of the infringement of the process technology on the basis of the sign of the derivatives , which control the beginning of the overload.
  • the method according to the invention for controlling and / or controlling the comminution processes in grinding devices 12 with non-controllable drive and the classification in hydrocyclones ensures the simultaneous coordinated function of the abovementioned automatic control circuits with timely detection of disturbing factors / disturbances and independent management of the technological processes optimal characteristics in any individually considered period of time.

Abstract

The invention relates to a grinding mill (2) and to a method for controlling and/or regulating a grinding mill (2), comprising a grinding device (12) for grinding a substance (S) and a separating device (20) for classifying the ground substance (S), involving the following steps: (a) at least one first parameter (Pi), which is characteristic of the operation of the grinding mill (2), and a second parameter (P2) are determined; (b) the derivative of the first parameter (Pi) is determined on the basis of the second parameter (P2); (c) the sign of the derivative is determined; (d) the grinding mill (2) is controlled and/or regulated on the basis of the sign of the derivative.

Description

Beschreibung description
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Mahlanlage sowie Mahlanlage Method for controlling and / or regulating a grinding plant and grinding plant
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Mahlanlage sowie eine Mahlanlage. The invention relates to a method for controlling and / or regulating a grinding plant and a grinding plant.
Die Mahlung ist ein mechanisches Verfahren, dessen Aufgabe eine Verringerung der Partikelgrößen fester Stoffe durchGrinding is a mechanical process whose task is to reduce the particle sizes of solids
Überwindung der Bindekräfte in den Ausgangsteilchen ist. Der Mahlprozess wird dabei in einem geschlossenen Mahlkreis durchgeführt. Eine Mahlanlage umfasst neben der eigentlichen Mahleinrichtung, in der der Stoff gemahlen wird, außerdem ei- ne Trenneinrichtung wie beispielsweise ein Hydrozyklon, mit welchem der gemahlene Stoff abhängig von der Körnung bzw. Korngröße getrennt, also klassiert wird. Dabei verlassen ausreichend gemahlene Teilchen (Fertigklasse) den Hydrozyklon über den Überlauf, die nicht ausreichend gemahlenen Teilchen im Unterlauf. Letztere werden zur Mahleinrichtung zurückgeführt und somit dem Mahlprozess wieder hinzugeführt. Overcoming the binding forces in the starting particles is. The grinding process is carried out in a closed grinding circle. In addition to the actual grinding device in which the material is ground, a grinding plant also comprises a separating device, such as a hydrocyclone, with which the ground material is separated, ie classified, depending on the grain size or grain size. In this case, sufficiently ground particles (finished grade) leave the hydrocyclone via the overflow, the insufficiently ground particles in the underflow. The latter are returned to the grinder and thus added to the grinding process again.
Der Mahlprozess ist ein sehr aufwändiger und daher kostenintensiver Prozess, der aufgrund diverser Einflussgrößen nur schwer steuerbar ist. Es ist bekannt, dass der Mahlprozess sehr energieintensiv ist. The grinding process is a very time-consuming and therefore costly process, which is difficult to control due to various influencing factors. It is known that the milling process is very energy intensive.
Um fortdauernd eine gewünschte Körnung im Endprodukt bei gleichzeitig konstant vorgegebenem Durchsatz des zu mahlenden Stoffes zu erreichen, werden Mahlanlagen häufig überdimensioniert ausgelegt. Der Betriebspunkt der Mahlanlage ist demzufolge häufig vom optimalen Betriebspunkt entfernt. Dies erhöht jedoch die Investitions- und Betriebskosten. Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Mahlanlage sowie eine Mahlanlage anzugeben, bei der die Effizienz gesteigert wird. Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Mahlanlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Eine derartige Mahlanlage umfasst eine Mahleinrichtung zum Mahlen eines Stoffes sowie eine Trenneinrichtung zur Klassierung des gemahlenen Stoffes. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Es werden mindestens ein für den Betrieb der Mahlanlage charakteristischer erster Parameter und ein zweiter Parameter ermittelt, b) es wird die Ableitung des ersten Parameters nach dem zweiten Parameter ermittelt, c) es wird das Vorzeichen der Ableitung ermittelt, d) die Mahlanlage wird in Abhängigkeit des Vorzeichens der Ableitung gesteuert und/oder geregelt. Die Steuerung und/oder Regelung der Mahlanlage hat folgendeTo continuously achieve a desired grain size in the final product at the same time constant predetermined throughput of the material to be ground, grinding plants are often designed oversized. The operating point of the grinding plant is therefore often removed from the optimum operating point. However, this increases the investment and operating costs. It is therefore an object of the invention to provide a method for controlling and / or regulating a grinding plant and a grinding plant, in which the efficiency is increased. The first object is achieved by a method for controlling and / or regulating a grinding plant with the features of claim 1. Such a grinding plant comprises a grinder for grinding a substance and a separator for classifying the ground material. The method comprises the following steps: a) at least one characteristic of the operation of the grinding plant characteristic first parameter and a second parameter is determined, b) the derivative of the first parameter is determined according to the second parameter, c) it becomes the sign of the derivative determined, d) the grinding plant is controlled and / or regulated depending on the sign of the derivative. The control and / or regulation of the grinding plant has the following
Funktionen zu erfüllen: Functions to fulfill:
- Regelung der Korngröße des Endproduktes entsprechend von vorgegebenen Forderungen;  - Regulation of the grain size of the final product according to predetermined requirements;
- Steuerung der Materialströme, um zu verhindern, dass die kritischen Größen der variablen Parameter die zulässigen Werte nicht überschreiten.  - Control material flows to prevent the critical variables of the variable parameters from exceeding permissible values.
Die Besonderheit des geschlossenen Systems „Mahleinrichtung- Trenneinrichtung" besteht darin, dass die Beschickung der Trenneinrichtung, insbesondere bei der Nassmahlung handelt es sich dabei vorzugsweise um ein Hydrozyklon, nicht autonom erfolgt, sondern von den Mahlergebnissen der Mahleinrichtung sowie von den Arbeitsergebnissen der Trenneinrichtung abhängt. Diese Besonderheit erfordert, bei der Steuerung des Prozesses ein gemeinsames System zu verwenden, das sowohl die Steuerung des Mahlzyklus, als auch der Klassierung in der Trenneinrichtung beinhaltet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Ziel, die Regelungsgenauigkeit zu erhöhen, die Energiekosten zu senken, die Korngröße am Ausgang der Trenneinrichtung zu stabilisieren, die spezifische Produktivität der Fertigklasse, die Energieintensität der Mahlung, die Effektivität der Klassierung in der Trenneinrichtung, der komplexe Überlastungsparameter in der Mahleinrichtung und Trenneinrichtung, die Umlaufbelastung, der Fertigklassengehalt in den Mahlprodukten unter Berücksichtigung der Prognose für den Fertigklassengehalt am Ausgang der Trenneinrichtung nach Betriebsarten des Pumpenaggregates ermittelt werden. The peculiarity of the closed system "Mahleinrichtung- separating device" is that the feed of the separator, in particular in the wet grinding is preferably a hydrocyclone, not autonomous, but depends on the grinding results of the grinder and the work results of the separator. This peculiarity requires, in the control of the process, to use a common system involving both the control of the milling cycle and the classification in the separator. The method according to the invention is characterized in that, with the aim of increasing the control accuracy, to reduce the energy costs, to stabilize the grain size at the output of the separator, the specific productivity of the finished class, the energy intensity of the grinding, the effectiveness of the classification in the separator, the complex overload parameters in the grinder and separator, the circulation load, the finished class content in the milling products are determined taking into account the forecast for the finished class content at the output of the separator according to operating modes of the pump unit.
Die Regelung/Steuerung der Mahlanlage erfolgt in Abhängigkeit von dem Vorzeichen der Ableitung eines für die Mahlanlage ersten charakteristischen Parameters nach einem zweiten Parameter . The control of the grinding plant is carried out in dependence on the sign of the derivation of a first characteristic parameter for the grinding plant according to a second parameter.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Motorleistung eines Antriebsmotors der Mahleinrichtung und als zweiter Parameter das Füllvolumen der Mahleinrichtung mit dem zu mahlenden Stoff verwendet. In a preferred embodiment of the invention, the first parameter used is the motor power of a drive motor of the grinder and, as a second parameter, the filling volume of the grinder with the material to be ground.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter der Durchsatz der Mahleinrichtung und als zweiter Parameter das Füllvolumen der Mahleinrichtung mit dem zu mahlenden Stoff verwendet wird. In a further preferred embodiment of the invention, the throughput of the grinder is used as the first parameter and the filling volume of the grinder with the material to be ground is used as the second parameter.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Effektivität der Mahlung und als zweiter Parameter das Füllvolumen der Mahleinrichtung mit dem zu mahlenden Stoff verwendet. In a further preferred embodiment of the invention, the effectiveness of the grinding is used as the first parameter and the filling volume of the grinding device with the material to be ground is used as the second parameter.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Zerkleinerungsenergie der Mahl- einrichtung und als zweiter Parameter das Füllvolumen der Mahleinrichtung mit dem zu mahlenden Stoff verwendet. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter der Durchsatz der Mahleinrichtung nach Fertigklasse und als zweiter Parameter die Umlaufbelastung verwendet . In a further preferred embodiment of the invention, the comminution energy of the grinding device is used as the first parameter and the filling volume of the grinding device with the material to be ground is used as the second parameter. In a further preferred embodiment of the invention, the throughput of the grinder to finished class and used as a second parameter, the circulation load as the first parameter.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Effektivität der Klassierung und als zweiter Parameter die Umlaufbelastung verwendet. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Effektivität der Klassierung und als zweiter Parameter der Druck am Einlauf der Trenneinrichtung verwendet . Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Effektivität der Klassierung und als zweiter Parameter die Beschickungsgutdichte verwendet . Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Klassierleistung nach der Fertigklasse und als zweiter Parameter der Durchsatz der Mahleinrichtung verwendet . Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter der Durchsatz der Mahleinrichtung nach Fertigklasse und als zweiter Parameter die Pulpendichte der Mahleinrichtung verwendet . Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Körnung am ersten Ausgang der Trenneinrichtung und als zweiter Parameter der Druck am Einlauf der Trenneinrichtung verwendet . Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Körnung an einem ersten Ausgang der Trenneinrichtung und als zweiter Parameter der Anteil der Unterkornklassen im Beschickungsgut der Trenneinrichtung verwendet . In a further preferred embodiment of the invention, the efficiency of the classification is used as the first parameter and the circulation load as the second parameter. In a further preferred embodiment of the invention, the effectiveness of the classification is used as a first parameter and the pressure at the inlet of the separator as the second parameter. In a further preferred embodiment of the invention, the efficiency of the classification is used as the first parameter and the feed density is used as the second parameter. In a further preferred embodiment of the invention, the classification parameter is used as the first parameter after the finished class and as the second parameter the throughput of the milling device. In a further preferred embodiment of the invention, the throughput of the milling device is used as a first parameter according to finished class and as the second parameter, the pulp density of the milling device. In a further preferred embodiment of the invention, the grain size at the first outlet of the separating device is used as the first parameter and the pressure at the inlet of the separating device is used as the second parameter. In a further preferred embodiment of the invention is the first parameter, the grain at a first output of the separator and as a second parameter, the proportion of Subgrain classes used in the feed of the separator.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird als erster Parameter die Körnung an einem zweiten Ausgang der Trenneinrichtung und als zweiter Parameter die Körnung an einem ersten Ausgang der Trenneinrichtung verwendet . In a further preferred embodiment of the invention, the grain size at a second output of the separating device is used as the first parameter and the grain size at a first output of the separating device as the second parameter.
Ausgehend von den oben beschriebenen Parametern und den dar- aus gebildeten Ableitungen wird vorzugsweise die Zuführung des zu mahlenden Stoffes in die Mahleinrichtung: On the basis of the parameters described above and the derivatives formed therefrom, it is preferable to feed the material to be ground into the milling device:
- gesteigert, wenn das Vorzeichen der Ableitung positiv bzw. negativ ist,  - increased if the sign of the derivative is positive or negative,
- reduziert, wenn das Vorzeichen der Ableitung negativ bzw. positiv ist,  - reduced if the sign of the derivative is negative or positive,
- stabilisiert, wenn die Ableitung null ist.  - stabilized when the derivative is zero.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Mahlanlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 10. Erfindungsgemäß weist eine derartige Mahlanlage eine Mahleinrichtung zum Mahlen eines Stoffes sowie eine Trenneinrichtung zur Klassierung des gemahlenen Stoffes und eine Steuer-/Regeleinheit auf, in der eine Software zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens implementiert ist. The second object is achieved by a grinding plant with the features of claim 10. According to the invention, such a grinding plant on a milling device for grinding a substance and a separator for classifying the ground material and a control / regulating unit in which a software for performing the inventive Method is implemented.
Diese Erfindung basiert auf folgenden Besonderheiten: This invention is based on the following features:
1. Für die Realisierung der vorgeschlagenen Steuerung des Mahlprozesses im Optimierungsbetrieb ist in einer Steuer-/ Regeleinheit eine mathematisch gestützte Software zur optimalen Regelung des technologischen Mahl- und Klassierprozesses mit Ermittlung von Beschickungscharakteristiken und deren Ableitungen implementiert. 2. Es werden sowohl wirkliche, als auch die berechneten Parameter in der Steuer-Regeleinheit im Echtzeitbetrieb verwendet . 3. Die Regelung der Beschickungen der Mahl- und Trenneinrichtung erfolgt in Abhängigkeit von dem Wert der Ableitungen der Produktivität nach Fertigklasse, der Energieintensität (z. B. Bond) , der Effektivität der Klassierung und der Qualität des Hydrozyklonuberlaufs nach dem Fertigklassengehalt bei vorgegebener Korngrößencharakteristik; unter Berücksichtigung des komplexen Überlastungsparameters in der Mahl- und Klassiereinrichtung . Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden. 1. For the realization of the proposed control of the milling process in the optimization operation in a control / regulating unit, a mathematically-based software for optimal control of the technological grinding and Klassierprozesses with determination of feed characteristics and their derivatives is implemented. 2. Both real and calculated parameters are used in the control unit in real time operation. 3. The regulation of the feeds of the grinding and separating device takes place depending on the value of the derivations of the productivity according to finished class, the energy intensity (eg Bond), the effectiveness of the classification and the quality of the hydrocyclone overflow according to the finished grade content for a given grain size characteristic; taking into account the complex overload parameter in the grinding and classifying device. The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings.
Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigen jeweils in einer schematischen Prinzipskizze: For a further description of the invention reference is made to the embodiments of the drawings. Each shows in a schematic schematic diagram:
FIG 1 eine Mahlanlage, 1 shows a grinding plant,
FIG 2 ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der 2 shows a diagram with the qualitative dependence of
Motorleistung Pdv vom Füllvolumen F der Mahleinrich- tung,  Motor power Pdv from the filling volume F of the grinding device,
FIG 3 ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit des 3 shows a diagram with the qualitative dependence of
Durchsatzes Qpm der Mahleinrichtung vom Füllvolumen F der Mahleinrichtung,  Throughput Qpm of the grinder from the filling volume F of the grinder,
FIG 4 ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der 4 shows a diagram with the qualitative dependence of
Effektivität der Mahlung Efm vom Füllvolumen F der Mahleinrichtung,  Efficiency of the grinding Efm of the filling volume F of the grinder,
FIG 5 ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der 5 shows a diagram with the qualitative dependence of
Zerkleinerungsenergie E der Mahleinrichtung vom Füll- volumen F der Mahleinrichtung, ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit des Durchsatzes Qpm gk der Mahleinrichtung nach Fertigklasse von der Umlaufbelastung C, ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit derCrushing energy E of the grinder from the filling volume F of the grinder, a diagram with the qualitative dependence of the throughput Qpm gk of the grinder on finished class of the circulation load C, a diagram with the qualitative dependency of the
Effektivität der Klassierung Efg vom Druck P am Ein- lauf der Trenneinrichtung, ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Effektivität der Klassierung Efg von der Umlaufbelastung C, ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit derEffectiveness of the classification Efg of the pressure P at the inlet of the separator, a diagram with the qualitative dependence of the effectiveness of the classification Efg on the circulation load C, a diagram with the qualitative dependence of the
Effektivität der Klassierung Efg vom Druck P am Ein- lauf der Trenneinrichtung bei unterschiedlichen Werten der Pulpendichte R, ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Effektivität der Klassierung Efg von der Be- schickungsgutdichte Rpg der Trenneinrichtung, ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Klassierleistung nach der Fertigklasse Qcl von dem Durchsatz Qpm der Mahleinrichtung, ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit Durchsatzes Qpm gk der Mahleinrichtung nach Fertigklasse von der Pulpendichte der Mahleinrichtung Rem, ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Körnung ßsoll im Überlauf der Trenneinrichtung vom Druck P am Einlauf der Trenneinrichtung oder dem Anteil der Unterkornklassen im Beschickungsgut bei unterschiedlichen Werten der Beschickungsgutdichte Rpg der Trenneinrichtung, FIG 14 ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit derEffectiveness of the classification Efg of the pressure P at the inlet of the separating device at different values of the pulp density R, a diagram with the qualitative dependence of the effectiveness of the classification Efg on the feed density Rpg of the separating device, a diagram with the qualitative dependency of the classifying performance after the Finished class Qcl of the throughput Qpm of the grinder, a diagram with the qualitative dependency throughput Qpm gk of the grinder on finished class of the pulp density of the grinder Rem, a diagram with the qualitative dependence of the grit ßsoll in the overflow of the separator from the pressure P at the inlet of the separator or the proportion of sub-grain classes in the feed material at different values of the feed density Rpg of the separating device, 14 shows a diagram with the qualitative dependence of
Körnung am zweiten Ausgang der Trenneinrichtung y von der Körnung ßsoll. FIG 1 zeigt eine Mahlanlage 2, mit der ein zu mahlender Stoff S, wie beispielsweise Eisenerz enthaltendes Gestein gemahlen und klassiert wird. In diesem Fall handelt es sich um eine Nassmahlanlage. Zu Beginn des Mahlzyklus wird dem zu mahlenden Stoff S mittels einer Dosiereinrichtung 4 Wasser zugege- ben. Die dabei entstehende Pulpe 6 befindet sich in einem Tank 8. Mittels einer Pumpe 10 wird die Pulpe 6 mit dem zu mahlenden Stoff S einer Mahleinrichtung 12, wie beispielsweise einer Kugelmühle zugeführt. Zum Mahlen des Stoffes S wird die Mahleinrichtung 12 von einem Antriebsmotor 14 angetrieben und in Drehung versetzt. Grit at the second outlet of the separator y of the grain size ßsoll. 1 shows a grinding plant 2 with which a material S to be ground, such as iron ore-containing rock is ground and classified. In this case, it is a wet grinding plant. At the beginning of the grinding cycle, water is added to the material S to be ground by means of a metering device 4. The resulting pulp 6 is located in a tank 8. By means of a pump 10, the pulp 6 is supplied with the material to be ground S a grinder 12, such as a ball mill. For grinding the substance S, the grinder 12 is driven by a drive motor 14 and rotated.
Während des Mahlvorgangs weist die Mahleinrichtung 12 ein Füllvolumen F mit der Pulpe 6 des zu mahlenden Stoffes S auf. Während der Mahlung wird die Partikelgröße des zu mahlenden Stoffes S durch Überwindung der Bindekräfte in den Ausgangs- teilchen verringert. During the grinding process, the grinder 12 has a filling volume F with the pulp 6 of the material S to be ground. During grinding, the particle size of the substance S to be ground is reduced by overcoming the binding forces in the starting particles.
Nach dem Mahlvorgang in der Mahleinrichtung 12 wird die Pulpe 6 in einen weiteren Tank 16 geleitet, wobei dieser wiederum durch eine Dosiereinrichtung 17 Wasser hinzugefügt werden kann. Aus dem Tank 16 wird die Pulpe 6 mittels einer Pumpe 18 einer Trenneinrichtung 20, im Ausführungsbeispiel ein Hydro- zyklon, zugeführt. Hier erfolgt nun die Klassierung, also Trennung des gemahlenen Stoffes S. Jener Teil des gemahlenen Stoffes S, welcher vorgegebene Qualitätskriterien wie beispielsweise eine gewünschte Korngröße erfüllt, verlässt als Endprodukt EP die Trenneinrichtung an einem ersten Ausgang 22, der in diesem Fall durch den Hydrozyklonüberlauf gebildet wird. Jener Teil des gemahlenen Stoffes S, welche die Quali- tätskriterien nicht erfüllt, verlässt die Trenneinrichtung 20 durch einen zweiten Ausgang 24, den Hydrozyklonunterlauf und wird über einen Rücklauf 26 schließlich der Mahleinrichtung 12 wieder zugeführt. Um nun den Mahlprozess zu optimieren, das heißt um eine bestimmte vorgegebene Qualität des Endproduktes EP wie beispielsweise eine bestimmte Korngröße zu erhalten, bei gleichzeitiger Maximierung der Leistung der Mahlanlage, also um ei- nen möglichst hohen Durchsatz des zu mahlenden Stoffes S zu erlangen und bei gleichzeitiger Minimierung des dafür benötigten Energieverbrauches wird nun das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt . Dazu werden in einem Schritt a) mindestens ein für den Betrieb der Mahlanlage charakteristischer erster Parameter Pi ermittelt. Im Ausführungsbeispiel ist der erste Parameter Pi die Motorleistung Pdv des Antriebsmotors 14 der Mahleinrichtung 12. Die Motorleistung Pdv wird mit einer Messeinrichtung 28 gemessen und die entsprechenden Messsignale von einerAfter the milling process in the grinder 12, the pulp 6 is passed into a further tank 16, which in turn can be added by a metering 17 water. From the tank 16, the pulp 6 is fed by means of a pump 18 to a separating device 20, in the exemplary embodiment a hydrocyclone. Here is the classification, ie separation of the ground substance S. That part of the milled substance S, which meets predetermined quality criteria such as a desired grain size leaves as the end product EP, the separator at a first output 22, which in this case formed by the hydrocyclone overflow becomes. That part of the milled substance S which does not meet the quality criteria leaves the separating device 20 through a second outlet 24, the hydrocyclone underflow, and is finally returned to the grinder 12 via a return 26. In order now to optimize the grinding process, that is, to obtain a certain predetermined quality of the final product EP such as a certain grain size, while maximizing the performance of the grinding plant, so as to obtain the highest possible throughput of the material to be ground S and at while minimizing the energy consumption required for this, the method according to the invention is now carried out. For this purpose, in a step a), at least one characteristic parameter Pi which is characteristic of the operation of the grinding plant is determined. In the exemplary embodiment, the first parameter Pi is the engine power Pdv of the drive motor 14 of the grinder 12. The motor power Pdv is measured with a measuring device 28 and the corresponding measurement signals from a
Steuer- und Regeleinheit 30 erfasst. Als zweiter Parameter P2 wird das Füllvolumen F der Mahleinrichtung 12 mit einer Messeinrichtung 32 gemessen und deren Messsignale ebenfalls von der Steuer- und Regeleinheit 30 erfasst. Control unit 30 detected. As a second parameter P 2 , the filling volume F of the grinder 12 is measured by a measuring device 32 and the measuring signals thereof are also detected by the control and regulation unit 30.
Im Schritt b) wird dann von der Steuer- und Regeleinheit 30 die Ableitung des ersten Parameters Pi nach dem zweiten Parameter P2, in diesem Fall also die Ableitung der Motorleistung des Antriebsmotors Pdv nach dem Füllvolumen F ermittelt. In step b), the derivative of the first parameter Pi is then determined by the control and regulation unit 30 according to the second parameter P 2, in this case the derivative of the engine power of the drive motor Pdv according to the filling volume F.
Ein Diagramm der Abhängigkeit der Motorleistung Pdv vom Füll- volumen F der Mahleinrichtung 12 ist in FIG 2 dargestellt. Man erkennt hierbei, dass zunächst mit ansteigendem Füllvolumen F die Motorleistung Pdv zunimmt und dann bei weiterem Füllvolumen diese wieder absinkt. Die Kurve weist also ein Maximum auf, welches als optimaler Betriebspunkt anzusehen ist. Die Mahlanlage 2 wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens derart gesteuert, dass dieser optimale Betriebspunkt erreicht wird. Der optimale Betriebspunkt ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung der oben beschriebenen Kurve null ist. In einem weiteren Schritt c) wird daher das Vorzeichen der Ableitung ermittelt. A diagram of the dependence of the motor power Pdv on the filling volume F of the grinding device 12 is shown in FIG. It can be seen here that the engine power Pdv first increases with increasing filling volume F and then decreases again with further filling volume. The curve therefore has a maximum, which is to be regarded as an optimal operating point. The grinding plant 2 is controlled by means of the method according to the invention such that this optimum operating point is achieved. The optimum operating point is characterized in that the derivative of the curve described above is zero. In a further step c), therefore, the sign of the derivative is determined.
Im Schritt d) wird die Mahlanlage 2 in Abhängigkeit des Vor- Zeichens der Ableitung gesteuert und/oder geregelt. Im Ausführungsbeispiel wird die Zuführung des zu mahlenden Stoffes S in die Mahleinrichtung 12 gesteigert, wenn das Vorzeichen der Ableitung positiv ist, reduziert wenn das Vorzeichen der Ableitung negativ ist und stabilisiert wenn die Ableitung null ist. Es kann aber auch bei andersartigen Zusammenhängen mit einem zweiten Parameter erforderlich sein, die Zuführung des zu mahlenden Stoffes S zu steigern, wenn das Vorzeichen der entsprechenden Ableitung negativ ist und zu reduzieren, wenn das Vorzeichen der Ableitung positiv ist. In step d), the grinding plant 2 is controlled and / or regulated as a function of the pre-sign of the derivative. In the embodiment, the feed of the material S to be ground is increased in the grinder 12 when the sign of the derivative is positive, reduced when the sign of the derivative is negative and stabilized when the derivative is zero. However, it may also be necessary in other contexts with a second parameter to increase the feed of the material to be ground S, if the sign of the corresponding derivative is negative and to reduce, if the sign of the derivative is positive.
Des Weiteren umfasst die Mahlanlage 2 weitere Messeinrichtungen zur Erfassung von Messgrößen, die zur Steuerung/Regelung der Mahlanlage 2 verwendet werden können. Es handelt sich dabei im Einzelnen um eine Messeinrichtung 34 für die Produkt- korngröße am zweiten Ausgang 22 der Trenneinrichtung 20, eine Messeinrichtung 36 für den Pulpendruck des Beschickungsgutes der Trenneinrichtung 20, eine Messeinrichtung 38 für die Pulpendichte der Zirkulationslast, eine Messeinrichtung 40 für die Pulpendichte des Beschickungsgutes der Mahleinrichtung 12, eine Messeinrichtung 42 für die Antriebsleistung der Pumpe 10, eine Messeinrichtung 44 für die Motordrehzahl der Pumpe 10, eine Messeinrichtung 46 für die Motordrehzahl der Pumpe 18, eine Messeinrichtung 48 für die Antriebsleistung der Pumpe 18, eine Messeinrichtung 50 für die Pulpendichte des Beschickungsgutes, eine Messeinrichtung 52 für die Pulpendichte am Ausgang der Mahleinrichtung 12. Furthermore, the grinding plant 2 comprises further measuring devices for detecting measured variables which can be used to control / regulate the grinding plant 2. In detail, these are a measuring device 34 for the product grain size at the second outlet 22 of the separating device 20, a measuring device 36 for the pulp pressure of the feed material of the separating device 20, a measuring device 38 for the pulse density of the circulation load, a measuring device 40 for the pulse density the feed of the grinder 12, a measuring device 42 for the drive power of the pump 10, a measuring device 44 for the engine speed of the pump 10, a measuring device 46 for the engine speed of the pump 18, a measuring device 48 for the drive power of the pump 18, a measuring device 50 for the pulp density of the feed, a measuring device 52 for the pulp density at the output of the grinder 12th
Außerdem umfasst die Mahlanlage 2 diverse Regler, die den Mahlprozess regeln. Es handelt sich dabei um einen Regler 56 zur Befüllung der Mahleinrichtung, einen Regler 58 für die Pulpendichte des Beschickungsgutes der Mahleinrichtung 12, einen Regler 60 für die Pulpendichte des Beschickungsgutes der Trenneinrichtung 20 und einen Regler 62 für den Pumpendruck am Eingang der Trenneinrichtung 20. In addition, the grinding plant 2 includes various controllers that regulate the grinding process. These are a regulator 56 for filling the grinder, a controller 58 for the pulp density of the feed of the grinder 12, a regulator 60 for the powder density of the feed the separator 20 and a regulator 62 for the pump pressure at the input of the separator 20th
Als erste Parameter Pi und zweite Parameter P2 kommen aber noch eine Reihe von weiteren Größen in Frage. Eine Auswahl ist in den folgenden Figuren dargestellt. As a first parameter Pi and second parameter P 2 , however, a number of further variables come into question. A selection is shown in the following figures.
FIG 3 zeigt ein Diagramm, bei dem als erster Parameter PI die Leistung Qpm der Mahleinrichtung 12 in Abhängigkeit des zwei- ten Parameters P2, nämlich des Füllvolumens F der Mahleinrichtung 12 dargestellt ist. Diese Kurve weist ebenfalls ein Maximum auf. Bevorzugt wird die Mahleinrichtung 12 in diesem Maximum betrieben. FIG 4 zeigt ein Diagramm, bei dem als erster Parameter Pi die Effektivität der Mahlung Efm und als zweiter Parameter P2 das Füllvolumen F der Mahleinrichtung 12 dargestellt ist. Auch eine derartige Kurve weist ein Maximum auf, in dem der Mahl- prozess bevorzugt betrieben wird. FIG. 3 shows a diagram in which the power Qpm of the grinder 12 as a function of the second parameter P 2 , namely the filling volume F of the grinder 12, is shown as the first parameter PI. This curve also has a maximum. Preferably, the grinder 12 is operated at this maximum. 4 shows a diagram in which the effectiveness of the grinding Efm is shown as the first parameter Pi and the filling volume F of the grinding device 12 as the second parameter P 2 . Such a curve also has a maximum in which the milling process is preferably operated.
FIG 5 zeigt ein weiteres Diagramm, bei dem als erster Parameter Pi die Zerkleinerungsenergie E der Mahleinrichtung 12 und als zweiter Parameter P2 das Füllvolumen F der Mahleinrichtung 12 und deren Abhängigkeiten dargestellt ist. Eine derar- tige Kurve weist ein Minimum auf, in dem wiederum das Verfahren bevorzugt betrieben wird. FIG. 5 shows a further diagram in which the comminution energy E of the grinder 12 is shown as the first parameter Pi and the filling volume F of the grinder 12 and its dependencies as the second parameter P 2 . Such a curve has a minimum in which, in turn, the method is preferably operated.
In FIG 6 ist ein Diagramm dargestellt, bei dem als erster Parameter Pi der Durchsatz nach Fertigklasse Qpm gk der Mahl- einrichtung 12 und als zweiter Parameter P2 die die Umlaufbelastung C dargestellt ist. Die entsprechende Kurve weist wiederum ein Maximum auf, in dem der Mahlprozess bevorzugt betrieben wird. FIG 7 zeigt ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Effektivität der Klassierung Efg vom Druck P am Einlauf der Trenneinrichtung. FIG 8 zeigt ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Effektivität der Klassierung Efg von der Umlaufbelastung C. FIG 9 zeigt ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Effektivität der Klassierung Efg vom Druck P am Einlauf der Trenneinrichtung bei unterschiedlichen Werten der Pulpendichte R. FIG 10 zeigt ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Effektivität der Klassierung Efg von der Beschickungsgutdichte Rpg der Trenneinrichtung. FIG. 6 shows a diagram in which the throughput according to finished class Qpm gk of the grinding device 12 is shown as the first parameter Pi and the circulating load C is shown as the second parameter P 2 . The corresponding curve in turn has a maximum in which the grinding process is preferably operated. 7 shows a diagram with the qualitative dependence of the effectiveness of the classification Efg on the pressure P at the inlet of the separating device. 8 shows a diagram with the qualitative dependency of the effectiveness of the classification Efg on the circulation load C. FIG. 9 shows a diagram with the qualitative dependency of the effectiveness of the classification Efg on the pressure P at the inlet of the separation device at different values of the pulp density R. FIG a diagram with the qualitative dependence of the effectiveness of the classification Efg of the feed density Rpg of the separator.
FIG 11 zeigt ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Klassierleistung nach der Fertigklasse Qcl von dem Durchsatz Qpm der Mahleinrichtung von dem Durchsatz Qpm der Mahl- einrichtung . FIG. 11 shows a diagram with the qualitative dependency of the classifying performance on the finished class Qcl of the throughput Qpm of the grinding device and the throughput Qpm of the grinding device.
FIG 12 zeigt ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit Durchsatzes Qpm gk der Mahleinrichtung nach Fertigklasse von der Pulpendichte der Mahleinrichtung Rem. FIG. 12 shows a diagram with the qualitative dependency throughput Qpm gk of the milling device according to finished class of the pulp density of the grinding device Rem.
FIG 13 zeigt ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit der Körnung ßsoll im Überlauf der Trenneinrichtung vom Druck P am Einlauf der Trenneinrichtung oder dem Anteil der Unterkornklassen im Beschickungsgut bei unterschiedlichen Werten der Beschickungsgutdichte Rpg der Trenneinrichtung. 13 shows a diagram with the qualitative dependency of the grain size βsoll in the overflow of the separating device from the pressure P at the inlet of the separating device or the proportion of sub-grain classes in the charging material at different values of the material to be loaded Rpg of the separating device.
FIG 14 zeigt ein Diagramm mit der qualitativen Abhängigkeit des Fertigklassengehaltes y von der Körnung ßsoll. FIG. 14 shows a diagram with the qualitative dependency of the finished class content y on the grain size β soll.
Analog zu den genannten Abhängigkeiten weist der Mahlprozess noch weitere charakteristische Parameter auf, deren Abhängigkeiten ebenfalls bekannt sind. Auch dabei treten Minima bzw. Maxima auf, die als optimale Betriebspunkte gelten und somit zur Steuerung/Regelung des Mahlprozesses verwendet werden können . Insbesondere können derartige Parameter zur Optimierung der Effektivität der Klassierung in der Trenneinrichtung 20 verwendet werden. Hierdurch wird auch der gesamte Mahlprozess optimiert . Analogous to the mentioned dependencies, the milling process has further characteristic parameters whose dependencies are also known. Here, too, minima or maxima occur, which are considered to be optimal operating points and thus can be used to control / regulate the milling process. In particular, such parameters may be used to optimize the effectiveness of the classification in the separator 20. This also optimizes the entire milling process.
Die Steuerung der optimalen Effektivität der Klassierung in der Trenneinrichtung 20 wird unter den Bedingungen der vorgegebenen Qualitätskennzahlen für den Gehalt an Fertigklasse am ersten Ausgang 22 der Trenneinrichtung 20, der Maximierung der Fertigklasseproduktivität der Mahleinrichtung 12 unterThe control of the optimum efficiency of the classification in the separator 20 is under the conditions of the predetermined quality characteristics for the finished class content at the first output 22 of the separator 20, the maximization of finished product productivity of the grinder 12 under
Berücksichtigung der Umlaufbelastung sowie der Fertigklasseproduktivität unter Berücksichtigung der Dichte des Auslaufproduktes der Mahleinrichtung 12 und bei Maximierung der Ausbeute an Fertigklasse am ersten Ausgang 22 der Trenneinrich- tung 20 realisiert. Taking into account the circulation load and the finished product class taking into account the density of the outlet product of the grinder 12 and maximizing the yield of finished class at the first output 22 of the separation device 20 realized.
Es wird eine kontinuierliche Verfolgung der Vorzeichen beispielsweise der Ableitungen der Effektivität der Klassierung in der Trenneinrichtung 20 nach der Umlaufbelastung, der Ef- fektivität der Klassierung in der Trenneinrichtung 20 nach der Zeit durchgeführt. Kriterium für die Steuerung der Klassierungseffektivität ist die Effektivität der Klassierung in der Trenneinrichtung 20 zu maximieren. Der Unterschied von den traditionellen zur Steuerung derContinuous tracking of the signs, for example, of the derivations of the efficiency of the classification in the separator 20 after the circulation load, the effectiveness of the classification in the separator 20 after the time, is carried out. Criterion for the control of the classifying efficiency is to maximize the efficiency of the classification in the separator 20. The difference from the traditional to the control of
Mahl- und Klassierprozesse besteht darin, dass die Effektivität der Klassierung in der Trenneinrichtung 20 steigt: Grinding and classifying processes is that the effectiveness of the classification in the separator 20 increases:
- bei positiven Werten der Ableitungen der Effektivität der Klassierung nach Pulpendruck am Eingang der Trenneinrichtung 20,  for positive values of the derivatives of the effectiveness of the classification according to pulp pressure at the input of the separator 20,
- bei positiven Werten der Ableitungen der Effektivität der Klassierung nach Umlaufbelastung,  - in the case of positive values of the derivatives of the effectiveness of the classification according to circulation load,
- bei einem negativen Wert der Ableitung der Effektivität der Klassierung nach Zeit und einem negativen Wert der Ableitung der Beschickungsgutdichte der Trenneinrichtung 20 nach Zeit. Man stabilisiert den Druck am Eingang der Trenneinrichtung 20 bei Erreichen optimaler Parameter bei Nullwerten der Ableitungen : - At a negative value of the derivation of the effectiveness of the classification by time and a negative value of the derivation of Beschickungsgutdichte the separator 20 by time. The pressure at the input of the separator 20 is stabilized when optimum parameters at zero values of the derivatives are reached:
- der Effektivität der Klassierung vom Pulpendruck am Eingang der Trenneinrichtung 20,  the effectiveness of the classification of the pulp pressure at the input of the separating device 20,
- der Effektivität der Klassierung nach Zeit.  - the effectiveness of classification by time.
Man stabilisiert die Überlaufdichte in der Trenneinrichtung 20 bei Erreichen optimaler Parameter bei Nullwerten der Ab- leitungen: The overflow density in the separator 20 is stabilized when optimum parameters for zero values of the discharges are reached:
- der Effektivität der Klassierung von der Umlaufbelastung .  - efficiency of classification from circulation load.
Man stabilisiert die Prozessparameter der Zyklussteuerung bei Erreichen optimaler Parameter bei Nullwerten der Ableitungen: - der Leistung der Mahleinrichtung 12 nach Füllvolumen F,The process parameters of the cycle control are stabilized when optimum parameters are reached at zero values of the discharges: the power of the grinder 12 according to filling volume F,
- der Klassierleistung nach Fertigklasse von der Belastung der Mahleinrichtung 12 nach Fertigklasse, the classification performance according to finished class from the load of the grinder 12 to finished class,
- der Leistung der Mahleinrichtung 12 nach Fertigklasse von der Überlaufdichte der Mahleinrichtung 12,  the performance of the milling device 12 according to finished class of the overflow density of the grinder 12,
- der Leistung der Mahleinrichtung 12 nach Fertigklasse von der Umlaufbelastung . - The performance of the grinder 12 after finished class of the circulation load.
Ebenso wird der Mahlprozess gesteuert/geregelt durch eine Optimierung der Körnung am Hydrozyklonuberlauf mittels Änderung der Pulpendichte durch eine Änderung der Wassermenge im Sumpf der Pumpe 18 der Trenneinrichtung 20. Likewise, the grinding process is controlled by optimizing the grain size of the hydrocyclone overflow by changing the pulp density by changing the amount of water in the sump of the pump 18 of the separator 20.
Der Unterschied des o. g. Verfahrens zur Steuerung/Regelung der Mahl- und Klassierprozesse besteht darin, dass der vorge- gebene Fertigklassengehalt im Hydrozyklonuberlauf erreicht wird bei : The difference of o. G. The method for controlling the grinding and classification processes consists in the fact that the specified finished-product content is achieved in the hydrocyclone overflow at:
- maximal zulässigen Werten des Pulpendruckes am Hydrozyklon- einlauf ,  - maximum permissible values of the pulp pressure at the hydrocyclone inlet,
- minimal zulässiger Pulpendichte am Hydrozykloneinlauf , - dem optimalen Fertigklassengehalt in der Pulpe am Hydrozykloneinlauf ,  - minimum permissible pulp density at the hydrocyclone inlet, - the optimum finished product content in the pulp at the hydrocyclone inlet,
- maximal zulässigem Fertigklassengehalt in Hydrozyklonsan- den, - maximaler Produktivität der Mühle zur Mahlung der Produkte und Klassierung der Pulpe in Hydrozyklonen . - maximum permissible finished-grade content in hydrocyclone converters, - Maximum productivity of the mill for grinding the products and classification of the pulp in hydrocyclones.
Zusätzlich werden für den Schutz des technologischen Prozes- ses der Mahlanlage 2 und Mahleinrichtung 12 gegen Überlastung Regelkreise für den Schutz der Mahlanlage 2 nach Verarbeitungsstufen eingeschaltet: Mahlung, Klassierung, Schutz des Pulpenfüllstandes in den Sümpfen gegen Havariebetrieb, unter Berücksichtigung der Motorleistung der Mahleinrichtung 12, des Füllvolumens F der Mahleinrichtung. In addition, for the protection of the technological process of the grinding plant 2 and grinder 12 are switched against overload control circuits for the protection of the grinding plant 2 by processing stages: grinding, classification, protection of the pulp level in the swamp against accident operation, taking into account the motor performance of the grinder 12, the filling volume F of the grinder.
Es werden ermittelt: die spezifische Energieintensität, die Umlaufbelastung, die Effektivität der Klassierung, die Ableitungen der o. g. Parameter sowie die Werte des komplexen Ge- samtkriteriums der Mühlenüberlastung und des technologischen Prozesses nach Verarbeitungsstufen: Mahlung, Klassierung. The following are determined: the specific energy intensity, the circulation load, the effectiveness of the classification, the derivations of the o. G. Parameters as well as the values of the complex overall criterion of mill overload and the technological process by processing stages: grinding, classification.
Es erfolgt die Festlegung des Anteiles des einzelnen Überlastungskriteriums von dem komplexen Gesamtkriterium, der Grenz - werte der statischen Einzelkriterien nach Motorleistung der Mahleinrichtung 12, nach Füllvolumen F der Mahleinrichtung 12, sowie der dynamischen Prozessparameter mit Einschätzung des Verstoßes gegen die Prozesstechnologie anhand der Vorzeichen der Ableitungen, die den Beginn der Überlastung kontrol- lieren. The proportion of the individual overload criterion is determined from the complex overall criterion, the limit values of the static individual criteria according to the motor power of the grinder 12, the filling volume F of the grinder 12, as well as the dynamic process parameters with assessment of the infringement of the process technology on the basis of the sign of the derivatives , which control the beginning of the overload.
Bei Überlastung und Störung des Betriebes der Mahlanlage 2, wird der Überlastungsbetrieb im Echtzeitbetrieb mittels Relationszeichen der Ableitungen kontrolliert: In case of overloading and disturbance of the operation of the grinding plant 2, the overload operation is controlled in real-time operation by means of relation symbols of the discharges:
- bei negativen Werten der Ableitungen der Produktivität nach Fertigklasse nach Dichte des Überlaufs der Mahleinrichtung 12, in the case of negative values of the derivatives of finished productivity, according to the density of the overflow of the grinder 12,
- bei negativen Werten der Ableitungen der Motorleistung der Mahleinrichtung 12 nach Füllvolumen F der Mahleinrichtung mit Pulpe,  - For negative values of the derivatives of the motor power of the grinder 12 to the filling volume F of the grinder with pulp,
- bei positiven Werten der Ableitungen der Energieintensität nach Füllvolumen F der Mahleinrichtung 12 mit Pulpe. Bei Überlastung und Störung des Hydrozyklons unter Berücksichtigung der Umlaufbeiastung wird der Klassierbetrieb mittels der Vorzeichen der Ableitungen kontrolliert: - With positive values of the derivatives of the energy intensity according to filling volume F of the grinder 12 with pulp. In case of overload and failure of the hydrocyclone taking into account the circulation load, the classifying operation is controlled by means of the signs of the discharges:
- bei negativen Werten der Ableitungen der Effektivität der Klassierung nach der Umlaufbelastung,  - at negative values of derivatives of efficiency of classification after circulation load,
- bei negativen Werten der Ableitungen der Effektivität der Klassierung nach Pulpendruck am Hydrozykloneinlauf .  - For negative values of the derivations of the effectiveness of the classification after pulp pressure at the hydrocyclone inlet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung und/oder Steue- rung des Zerkleinerungsprozesse in Mahleinrichtungen 12 mit nicht regelbarem Antrieb und der Klassierung in Hydrozyklonen sichert die gleichzeitige aufeinander abgestimmte Funktion der oben genannten automatischen Steuerkreise bei rechtzeitiger Feststellung von Störfaktoren/Störgrößen und selbständige Führung der technologischen Prozesse mit optimalen Kennwerten in jedem beliebigen einzeln betrachteten Zeitabschnitt. The method according to the invention for controlling and / or controlling the comminution processes in grinding devices 12 with non-controllable drive and the classification in hydrocyclones ensures the simultaneous coordinated function of the abovementioned automatic control circuits with timely detection of disturbing factors / disturbances and independent management of the technological processes optimal characteristics in any individually considered period of time.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Mahlanlage (2) umfassend eine Mahleinrichtung (12) zum Mahlen eines Stoffes (S) sowie eine Trenneinrichtung (20) zur Klassierung des gemahlenen Stoffes (S) , mit folgenden Schritten: 1. A method for controlling and / or regulating a grinding plant (2) comprising a grinding device (12) for grinding a substance (S) and a separating device (20) for classifying the ground substance (S), comprising the following steps:
a) es werden mindestens ein für den Betrieb der Mahlanlage (2) charakteristischer erster Parameter (Pi) und ein zweiter Parameter (P2) ermittelt, a) at least one for the operation of the grinding plant (2) characteristic first parameter (Pi) and a second parameter (P 2 ) is determined,
b) es wird die Ableitung des ersten Parameters (Pi) nach dem zweiten Parameter (P2) ermittelt, b) the derivative of the first parameter (Pi) is determined according to the second parameter (P 2 ),
c) es wird das Vorzeichen der Ableitung ermittelt, c) the sign of the derivative is determined
d) die Mahlanlage (2) wird in Abhängigkeit des Vorzeichens der Ableitung gesteuert und/oder geregelt. d) the grinding plant (2) is controlled and / or regulated depending on the sign of the derivative.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
bei dem als Trenneinrichtung (20) ein Hydrozyklon verwendet wird . in which a hydrocyclone is used as the separating device (20).
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Motorleistung (Pdv) eines Antriebsmotors (14) der Mahleinrichtung (12) und als zweiter Parameter (P2) das Füllvolumen (F) der Mahleinrichtung (12) mit dem zu mahlenden Stoff (S) verwendet wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, in which as the first parameter (Pi) the motor power (Pdv) of a drive motor (14) of the grinder (12) and as a second parameter (P 2 ) the filling volume (F) of the grinder (12) with the material to be ground (S) is used.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) der Durchsatz der Mahleinrichtung (12) und als zweiter Parameter (P2) das Füllvolumen (F) der Mahleinrichtung (12) mit dem zu mahlenden Stoff (S) verwendet wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first parameter (Pi) of the throughput of the grinder (12) and as a second parameter (P 2 ) the filling volume (F) of the grinder (12) with the material to be ground (S) is used.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Effektivität der Mahlung und als zweiter Parameter (P2) das Füllvolumen (F) der Mahleinrichtung (12) mit dem zu mahlenden Stoff (S) verwendet wird . 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein as the first parameter (Pi) the effectiveness of the grinding and as a second parameter (P 2 ) the filling volume (F) of the grinder (12) with the material to be ground (S) is used.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Zerkleinerungsenergie der Mahleinrichtung (12) und als zweiter Parameter (P2) das Füllvolumen (F) der Mahleinrichtung (12) mit dem zu mahlenden Stoff (S) verwendet wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein as the first parameter (Pi) the crushing energy of the grinder (12) and as a second parameter (P 2 ) the filling volume (F) of the grinder (12) with the material to be ground (S) is used.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) der Durchsatz der Mahleinrichtung (12) nach Fertigklasse und als zweiter Parameter (P2) die Umlaufbelastung verwendet wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first parameter (Pi) of the throughput of the grinder (12) to finished class and as the second parameter (P 2 ), the circulation load is used.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Effektivität der Klassierung und als zweiter Parameter (P2) die Umlaufbelastung verwendet wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein as the first parameter (Pi) the effectiveness of the classification and as a second parameter (P 2 ) the circulation load is used.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Effektivität der Klassierung und als zweiter Parameter (P2) der Druck am Einlauf der Trenneinrichtung (20) verwendet wird. 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first parameter (Pi) the effectiveness of the classification and as a second parameter (P 2 ), the pressure at the inlet of the separating device (20) is used.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Effektivität der Klassierung und als zweiter Parameter (P2) die Beschickungsgut- dichte verwendet wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, in which the effectiveness of the classification is used as the first parameter (Pi) and the feed material density is used as the second parameter (P 2 ).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Klassierleistung nach der Fertigklasse und als zweiter Parameter (P2) der Durchsatz der Mahleinrichtung (12) verwendet wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein as the first parameter (Pi) the Classierleistung after the finished class and as a second parameter (P 2 ) of the throughput of the grinder (12) is used.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) der Durchsatz der Mahleinrichtung (12) nach Fertigklasse und als zweiter Parameter (P2) die Pulpendichte der Mahleinrichtung (12) verwendet wird . 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first parameter (Pi) of the throughput of the grinder (12) to finished class and as a second parameter (P 2 ), the pulp density of the grinder (12) is used.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Körnung am ersten Ausgang (22) der Trenneinrichtung (20) und als zweiter Parameter (P2) der Druck am Einlauf der Trenneinrichtung (20) verwendet wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, wherein the first parameter (Pi), the grain at the first output (22) of the separator (20) and the second parameter (P 2 ), the pressure at the inlet of the separator (20) is used.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Körnung an einem ersten Ausgang (22) der Trenneinrichtung (20) und als zweiter Para- meter (P2) der Anteil der Unterkornklassen im Beschickungsgut der Trenneinrichtung (20) verwendet wird. 14. The method according to any one of the preceding claims, wherein as a first parameter (Pi), the grain at a first output (22) of the separator (20) and as a second parameter (P 2 ), the proportion of Unterkornklassen in the feed of the separator ( 20) is used.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem als erster Parameter (Pi) die Körnung an einem zwei- ten Ausgang (24) der Trenneinrichtung (20) und als zweiter Parameter (P2) die Körnung an einem ersten Ausgang (22) der Trenneinrichtung verwendet wird. 15. The method according to any one of the preceding claims, wherein as the first parameter (Pi) the grain at a second output (24) of the separator (20) and as a second parameter (P 2 ) the grain at a first output (22) the separator is used.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 15, 16. The method according to any one of claims 3 to 15,
bei dem die Zuführung des zu mahlenden Stoffes (S) in die Mahleinrichtung (12) : in which the feeding of the material to be ground (S) into the grinder (12):
- gesteigert wird, wenn das Vorzeichen der Ableitung positiv bzw. negativ ist,  is increased if the sign of the derivative is positive or negative,
- reduziert wird, wenn das Vorzeichen der Ableitung negativ bzw. positiv ist,  - is reduced if the sign of the derivative is negative or positive,
- stabilisiert wird, wenn die Ableitung null ist.  - stabilized when the derivative is zero.
17. Mahlanlage (2) mit einer Mahleinrichtung (12) zum Mahlen eines Stoffes (S) sowie mit einer Trenneinrichtung (20) zur Klassierung des gemahlenen Stoffes (S) und einer Steuer-/17. Mahlanlage (2) with a grinder (12) for grinding a substance (S) and with a separator (20) for classifying the ground material (S) and a tax /
Regeleinheit (30) , in der eine Software zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche implementiert ist. Control unit (30) in which a software for carrying out the method according to one of the preceding claims is implemented.
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