DE19630687A1 - Hochdruck-Walzenpresse zur Druckzerkleinerung körnigen Gutmaterials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochdruck-Walzenpresse zur Druckzerkleine­ rung körnigen Gutmateriales, mit zwei gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen.

Bei der Druckzerkleinerung körnigen Mahlgutes im Spalt zwischen zwei Pressenwalzen, von denen eine als Loswalze ausgebildet ist, deren La­ gerböcke gegen Hydraulikzylinder abgestützt sind, mit denen die Walzen­ anpreßkraft aufgebracht wird, muß das dem Walzenspalt zugeführte Auf­ gabegut von den gegenläufig angetriebenen Walzen erfaßt und durch Reibung in den Walzenspalt eingezogen werden. Dabei werden die ein­ zelnen Partikel des in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusam­ mengedrückten Materialschüttung bei Anwendung eines hohen Druckes gegenseitig zerquetscht, so daß man hierbei von der sogenannten Gut­ bettzerkleinerung spricht. Die Hochdruckpressung führt im Mahlgut teils zur Partikelzerstörung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Partikelinne­ ren und äußert sich sichtbar in der Bildung von Agglomeraten (sogenann­ ten Schülpen), die sich mit vergleichsweise geringem Energieaufwand de­ glomerieren bzw. auflösen lassen, so daß diese Art der Zerkleinerung ins­ gesamt durch einen vergleichsweise niedrigen spezifischen Energiebedarf gekennzeichnet ist.

Zur Verbesserung des Guteinzugsvermögens und Gutpreßvermögens und zur Steigerung der Mahlleistung der Gutbett-Walzenpresse ist es auch be­ kannt, einen Teilstrom des Walzenpressenaustragsgutes (Schülpenmate­ rials) direkt zum Aufgabeschacht der Walzenpresse zu rezirkulieren (Broschüre 2-300 d "Rollenpressen" der KHD Humboldt Wedag AG, Seite 5, sowie DE-C 35 18 543). Dabei wird das im Kreislauf zirkulierte Gutma­ terial mehrmals hintereinander der Hochdruck-Preßbeanspruchung unter­ worfen. Andererseits besteht heute die Tendenz, den Preßdruck der Hoch­ druck-Walzenpresse abzusenken, z. B. von 10 N/mm² auf 5 N/mm², um auf diese Weise die mit der Hochdruckpressung verbundenen Probleme des Verschleißes der Walzenoberflächen bzw. der Standfestigkeit der Walzen zu mindern. Eine Absenkung des bei der Gutbettzerkleinerung angewand­ ten Preßdruckes im Walzenspalt der Walzenpresse hat insbesondere bei der sogenannten Fertig- und Teilfertig-Mahlung, bei welcher die Gutbett- Walzenpresse mit einem Sichter bzw. einer Sichteinrichtung im Kreislauf arbeitet, hohe Mahlkreislaufraten der Walzenpresse bzw. große Mengen zirkulierenden Schülpenmateriales zur Folge, verbunden mit einem erheb­ lichen Aufwand zum Transport des Pressenaustragsgutes und der Sich­ tergrieße vom Walzenpressenaustrag über den Sichter zum Pressenauf­ gabeschacht oder direkt zum Pressenaufgabeschacht z. B. mittels Becher­ werken, wodurch die mit der Gutbettzerkleinerung an sich verbundene hohe Energieersparnis wieder in Frage gestellt werden kann. Solche Becherwerke brauchen außer Antriebsenergie auch noch viel Platz zu deren Installierung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Gutbettzerkleine­ rungs-Hochdruck-Walzenpresse zu schaffen, bei der das Problem großer Gutmaterialrezirkulierungen bzw. hoher Kreislaufraten, hervorgerufen ins­ besondere wegen reduzierter Walzenpreßdrücke, mit Einsatz geringen maschinellen Aufwandes gelöst ist, und bei der der Gutmaterialumlauf und je nach Bedarf sogar der Sichtvorgang in einer kompakten Einheit inte­ griert sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Maßnahmen des Kenn­ zeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse sind die beiden Walzen von einem Gehäuse umhaust, bestehend aus zwei festste­ henden, d. h. nicht rotierenden Seiten-Stirnwänden, zwischen denen ein drehbar gelagerter und durch einen Drehantrieb in Drehung versetzbarer Materialförderring für einen internen Gutmaterialkreislauf angeordnet ist. Dieser drehbar gelagerte Materialförderring der Umhausung rotiert mit z. B. ca. 40 bis 80% der kritischen Drehzahl, d. h. der Ring nimmt das Pressenaustragsgut (Schülpenmaterial) je nach Gestaltung von Hubele­ menten im Förderring bis vor und nach dem oberen Scheitelpunkt des Ringes mit und läßt dieses Gutmaterial von oben in den Walzenspalt fal­ len, wodurch der interne Gutmaterialkreislauf zustandekommt. Becher­ werke oder andere platzbeanspruchende Förderorgane zum Transport des Pressenaustragsgutes zum Presseneinlauf entfallen. Auf geringstem Platz und mit geringem maschinellen Aufwand wird also erfindungsgemäß ein mehrfacher interner Materialkreislauf mit mehrmaliger Gutbettbeanspru­ chung des Gutmaterials erreicht. Auch verhältnismäßig hohe Gutkreislauf­ lasten, hervorgerufen durch reduzierte Walzenpreßdrücke mit Rücksicht auf die dadurch erhöhte Standfestigkeit der Walzen, sind erfindungsge­ mäß problemlos zu bewältigen.

Bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Walzenpresse erfolgt der Einlauf für das Frischgut und ggf. für die Grieße eines eventuell außerhalb des rotierenden Gehäuses nachgeschalteten Sichters durch mindestens eine, vorzugsweise durch zwei Öffnungen, die gegenüberliegend in den Gehäu­ se-Stirnwänden angeordnet sind. Der Gutmaterialauslauf aus dem inter­ nen Gutkreislauf erfolgt durch eine Öffnung in der Gehäuse-Stirnwand seitlich unterhalb des Walzenspaltes hindurch nach außen, z. B. mittels einer Gutmaterialrutsche, Vibrationsrinne etc . . Die Frischgutaufgabe er­ folgt also nicht zentral von oben, sondern seitlich von einer oder von bei­ den Walzenstirnseiten aus. Insgesamt wird das Mahlgut, während es im drehbar gelagerten Materialförderring im Kreislauf geführt wird, innerhalb dieses Materialförderringes dabei auch in axialer Richtung zur gegen­ überliegenden Gehäuseseiten-Stirnwand bewegt und dort durch die Aus­ tragsöffnung ausgetragen, wenn der Materialeintritt einseitig erfolgt oder bei Materialeintritt von beiden Seiten, in axialer Richtung zur Walzenmitte bewegt und in diesem Fall auch von der Walzenmitte aus ausgetragen, z. B. durch eine Rohrförderrinne. Der obere Teil des drehenden Gehäuses kann mit Frischluft zum Kühlen oder mit Heißgas zum Trocknen durch­ strömt werden.

Durch eine geeignete Anordnung von Gasein- und -austritt wird eine Sichtung des vom Materialförderring abgeworfenen Materials erreicht, be­ vor es in den Walzenspalt zur Weitervermahlung eintritt. Der Materialaus­ trag kann auch vollständig mit dem Gasstrom erfolgen. Die gewählte Gas­ geschwindigkeit im Drehgehäuse bestimmt die Feinheit des pneumatisch ausgetragenen Feinguts. Das Feingut kann z. B. in Zyklonen abgeschie­ den und weitervermahlen werden (z. B. in einer Kugelmühle), oder es wird einem externen Sichter zugeführt, wo die Trennung in Fertiggut und Grieße erfolgt. Diese Grieße werden über die Öffnung(en) in den Ge­ häuse-Stirnwänden wieder dem Walzenspalt zugeführt.

Dieser extern durchgeführte Sichtvorgang zur Erzielung höherer Feinhei­ ten kann auch im Drehgehäuse der Hochdruck-Walzenpresse durch einen horizontal liegenden Stabkorb eines Stabkorbsichters erfolgen, der ober­ halb der Walzenpresse angeordnet ist. Das vom Materialförderring ab­ geworfene Pressenaustragsgut wird zum Teil vom Gasstrom, der durch mehrere Öffnungen in den Stirnwänden eintritt, erfaßt und dem Stabkorb zugeführt, und zum Teil direkt dem Stabkorb zugeführt. Das Feingut mit der gewünschten Feinheit, durch die Drehzahl des Stabkorbs und die Gasgeschwindigkeit eingestellt, strömt durch den Stabkorb und tritt an einer oder mehreren Öffnungen in den Stirnwänden zusammen mit dem Gasstrom aus. Das Feingut wird in Zyklonen oder in einem Filter abge­ schieden.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Hoch­ druck-Walzenpresse der Fig. 2, teilweise in Ansicht;

Fig. 2 die Hochdruck-Walzenpresse der Fig. 1 im Vertikal­ schnitt längs einer Ebene durch den Walzenspalt;

Fig. 3 und 4 die Hochdruck-Walzenpresse mit Materialaufgabe und Gasein- und -austritt durch beide Gehäuse-Stirnwände mit Materialaustrag unterhalb von der Walzenmitte aus, und mit einem über den Walzen angeordneten in Rota­ tion versetzbaren Stabkorb eines integrierten dynami­ schen Stabkorbsichters;

Fig. 5 bis 9 verschiedene Schaltungsanordnungen von Mahlanlagen mit Einsatz der erfindungsgemäßen Hochdruck-Walzen­ presse.

Bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Walzenpresse zur Gutbettzerklei­ nerung körnigen Gutmateriales sind die zwei gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen 10, 11 von einem Gehäuse umgeben bzw. umhaust, bestehend aus zwei feststehen­ den, d. h. nicht rotierenden Seiten-Stirnwänden 12, 13, zwischen denen ein auf Rollen 14 und 15 drehbar gelagerter Materialförderring 16 für einen internen Gutmaterialkreislauf angeordnet ist. Die Rotation des Ma­ terialförderringes 16 erfolgt über dessen zylindrischen Mantel z. B. durch die angetriebene Lagerrolle 15. Im Ausführungsbeispiel sind die Lager­ böcke 17, 18 etc. der beiden Walzen 10, 11 außerhalb der feststehenden Seiten-Stirnwände 12, 13 des Gehäuses angeordnet und in einem hier nicht dargestellten Maschinenrahmen gelagert.

Die Innenwandung des drehbar gelagerten in Drehung versetzbaren Ma­ terialförderringes 16 kann für den internen Gutmaterialkreislauf mit Hub­ elementen 19 versehen sein. Jedenfalls rotiert der Materialförderring 16 mit einer Drehzahl, die unterhalb der sogenannten kritischen Drehzahl liegt, d. h., daß der Ring 16 das Pressenaustragsgut, welches in Fig. 1 mit 20 schematisch dargestellt ist, bis vor den oberen Scheitelpunkt des Ringes 16 mitnimmt und dieses Gutmaterial von oben in den Walzenspalt zwischen den beiden Walzen 10, 11 fallen läßt. Durch geeignete kon­ struktive Gestaltung der Hubelemente 19 und Wahl der Drehzahl des Förderringes 16 kann der Abwurf des Materials auch hinter dem oberen Scheitelpunkt erfolgen. Der Drehantrieb des Förderringes 16 wird vor­ zugsweise drehzahlregelbar ausgeführt. Es wäre auch möglich, den Förderring 16 oberhalb der kritischen Drehzahl rotieren zu lassen und das Gutmaterial im Bereich des oberen Scheitelpunktes vom Förderring ab­ zustreifen.

Der Guteinlauf für das Frischgut 21 sowie für ggf. rezirkulierte Grieße eines nachgeschalteten Sichters erfolgt durch eine oder mehrere Öffnun­ gen 22 in einer oder in beiden Gehäuse-Stirnwänden 12, 13 von der Seite, und der Gutmaterialauslauf 23 zur Ausschleusung des Mahlgutes aus dem internen Mahlkreislauf erfolgt durch eine Öffnung 24 in der Gehäuse- Stirnwand 12, 13 seitlich unterhalb des Walzenspaltes vermittels einer Gutmaterialrutsche oder Vibrationsrinne 25 [Fig. 2], bzw. Rohrförderrinne 25 [Fig. 4], und/oder pneumatisch durch einen oder mehrere Austragsöff­ nungen bzw. Austragskrümmer 27. Das Gutaustragsorgan 25 könnte auch oberhalb der Pressenwalzen angeordnet sein.

Bei der erfindungsgemäßen Hochdruck-Walzenpresse erfolgt die Frisch­ gutaufgabe also nicht zentral von oben auf den Walzenspalt, sondern seitlich von einer oder von beiden Walzenstirnseiten aus. Das nach Pas­ sieren des Walzenspaltes vorgemahlene Gutmaterial wird mit dem Mate­ rialförderring 16 nach oben transportiert und wieder den Mahlwalzen zur weiteren Mahlung bzw. mehrmaligen Hochdruckpressung zugeführt. Das Mahlgut bewegt sich dabei insgesamt auch in axialer Richtung zur gegen­ überliegenden Walzenstirnseite oder bei beidseitiger Materialaufgabe zur Mitte hin, besonders wenn sich über dem Walzenspalt eine Materialschüt­ tung aufbaut, und wird nach mehrfacher Hochdruck-Preßbeanspruchung über das Austragsorgan 25, entweder vom Rand oder von der Walzenmit­ te aus, aus der Maschine ausgetragen.

Eine oder beide Seiten-Stirnwände 12, 13 des Gehäuses können eine oder mehrere Öffnungen 29 zum Eintritt von Gasströmungen 26 und eine oder mehrere Öffnungen 27 zum Abzug der Gasströmungen 28 aufweisen. Auf diese Weise kann das die beiden Pressenwalzen 10, 11 umhausende Gehäuse, je nach Anforderungen, entweder mit Frischluft oder auch mit Heißgasen beaufschlagt werden, das umlaufende Mahlgut kann also ge­ kühlt oder auch getrocknet werden. Durch die quer zum oberen Gutmate­ rialabwurf strömende Luft wird bereits freigesetztes Feingut ausgesichtet und aus dem Gehäuse zusammen mit der Strömung 28 zu einem Abschei­ der oder Sichter ausgetragen, während das Grobgut im Gehäuse ver­ bleibt. Die Gasgeschwindigkeit im Gehäuse kann soweit gesteigert wer­ den, daß der Materialaustritt ausschließlich mit der Gasströmung erfolgt.

Werden höhere Ansprüche an die Feinheit des ausgesichteten Feingutes gestellt, kann durch einen oberhalb der Pressenwalzen horizontal ange­ ordneten Stabkorb 30, der z. B. über einen drehzahlregelbaren Elektromo­ tor über eine Welle 31 angetrieben wird, eine dynamische Sichtung be­ reits innerhalb des Pressengehäuses erreicht werden. In diesem Falle ist das Pressengehäuse gleichzeitig das Sichtergehäuse. Die am Stabkorb 30 abgeschiedenen Grieße werden direkt den darunterliegenden Walzen 10, 11 zugeführt und weitervermahlen. Bei einem so ausgeführten Pres­ sengehäuse mit drehendem Förderring und integriertem Stabkorb, muß nur noch das durch den Stabkorb 30 und den (die) Krümmer 27 strömende Feingut in Zyklonen oder in einem Filter abgeschieden werden.

Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, bei der erfindungsgemäßen Walzenpresse den Guteintrag zum Materialförderring 16 auch unterhalb der Walzen 10, 11 anzuordnen, und der mechanische Materialaustrag mittels Rutsche oder Vibrationsförderer 25 kann auch oberhalb der Wal­ zen angeordnet werden.

Wie die unterschiedlichen Mahlanlagen-Schaltbilder der Fig. 5 bis 9 zei­ gen, kann nach Fig. 5 die erfindungsgemäße Hochdruck-Walzenpresse mit dem drehbar gelagerten Materialförderring 16 zur Vormahlung einge­ setzt werden. Das aus der Vormahlung mit internem Materialumlauf aus­ getragene Gutmaterial 23 wird in einer zweiten Mahlstufe, z. B. Kugel­ mühle 31 weitervermahlen. Fig. 6 zeigt die Teilfertig-Mahlung in der Hochdruck-Walzenpresse mit internem Materialumlauf und mit integrierter Sichteinrichtung. Das ausgetragene Gutmaterial 23 wird in einem Zy­ klonabscheider 32 vom Gasstrom getrennt und z. B. in der Kugelmühle 31 weitervermahlen. Fig. 7 zeigt die Fertig-Mahlung in der Hochdruck-Wal­ zenpresse mit internem Materialumlauf und mit integrierter Sichteinrich­ tung. Dabei wird im Zyklonabscheider 32 unmittelbar das Fertiggut 33 ab­ getrennt. Fig. 8 zeigt die Teilfertig-Mahlung in der erfindungsgemäßen Hochdruck-Walzenpresse mit externem Sichter 34, mit mechanischem und/oder pneumatischem äußeren Materialumlauf, Zyklonabscheider 32 und Kugelmühle 31. Fig. 9 zeigt die Fertig-Mahlung in der erfindungsge­ mäßen Walzenpresse mit externem Sichter 34, mit mechanischem und/ oder pneumatischem äußeren Materialumlauf und mit Zyklonabscheider 32 zur Abtrennung des Fertiggutes 33.

Im Falle der Teilfertig-Mahlung oder auch Fertig-Mahlung mit externem Sichter 34 nach den Fig. 8 und 9 wird das aus der Walzenpresse ausge­ tragene Mahlgut 23 dem Sichter 34 oder anderweitigen Klassierer zuge­ führt, aus dem das Grobgut (Grieße) in einem äußeren Mahlkreislauf 35 zur Weitervermahlung wieder der erfindungsgemäßen Walzenpresse zu­ geführt werden kann, wobei das Mahlgut 23 entweder mechanisch über den Förderer 25 und/oder pneumatisch über den/die Austragskrümmer 27 dem Sichter 34 zugeführt werden kann. Im Falle einer Teilfertig-Mahlung oder Fertig-Mahlung mit im Walzenpressen-Gehäuse integriertem Sichter (Fig. 6 und 7) erfolgt der Gutmaterialumlauf ausschließlich mit dem in Drehung versetzbaren Materialförderring 16. Dabei fallen die vom inte­ grierten Sichter-Stabkorb 30 abgeschiedenen Grieße direkt in den darun­ terliegenden Walzenspalt.

Die Regelung der Frischgutzufuhr 21 zur erfindungsgemäßen Hochdruck- Walzenpresse kann mit Vorteil in Abhängigkeit der Leistungsaufnahme des Antriebes des Materialförderringes 16 erfolgen.

Die Erfindung ist außer für Walzenpressen auch für Walzenbrecher oder Walzenmühlen anwendbar, die in der Regel mit einer niedrigeren Wal­ zenanpreßkraft arbeiten als Walzenpressen.

Claims (13)

1. Hochdruck-Walzenpresse zur Druckzerkleinerung körnigen Gutmate­ riales, mit zwei gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzen­ spalt voneinander getrennten Walzen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Walzen (10, 11) von einem Gehäuse umgeben sind, be­ stehend aus zwei feststehenden Seiten-Stirnwänden (12, 13), zwi­ schen denen ein drehbar gelagerter in Drehung versetzbarer Mate­ rialförderring (16) für einen internen Gutmaterialkreislauf angeordnet ist, wobei der Gutmaterialeinlauf durch eine oder mehrere Öffnungen (22) in einer oder in beiden Gehäuse-Stirnwänden (12, 13) von der Seite und der Gutmaterialauslauf durch eine oder mehrere Öffnungen (24) in der Gehäuse-Stirnwand (12, 13) über ein Austragsorgan (25) und/oder über einen oder mehrere Austragskrümmer (27) seitlich oberhalb des Walzenspaltes erfolgen.

2. Hochdruck-Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerböcke (17, 18) der beiden Walzen (10, 11) außerhalb der feststehenden Seiten-Stirnwände (12, 13) des Gehäuses ange­ ordnet sind.

3. Hochdruck-Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation des Materialförderringes (16) über dessen zylindri­ schen Mantel durch eine angetriebene Lagerrolle (15) erfolgt.

4. Hochdruck-Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des drehbar gelagerten in Drehung versetzba­ ren Materialförderringes (16) für den internen Gutmaterialkreislauf mit Hubelementen (19) versehen ist.

5. Hochdruck-Walzenpresse nach den Ansprüchen 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialförderring (16) mit z. B. ca. 40 bis 80% der kritischen Drehzahl rotiert, d. h., daß der Ring (16) das Pressenaustragsgut (Schülpenmaterial) bis vor den oberen Scheitel­ punkt des Ringes mitnimmt und dieses Gutmaterial von oben in den Walzenspalt fallen läßt.

6. Hochdruck-Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gutmaterialauslauf (23) aus dem internen Gutkreislauf seit­ lich durch eine Gehäuse-Stirnwand (12, 13) hindurch aus einer Gut­ materialrutsche oder Vibrationsrinne bzw. Rohrförderer (25) besteht.

7. Hochdruck-Walzenpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die eine oder beide Seiten- Stirnwände (12, 13) des Gehäuses eine oder mehrere Öffnungen zum Eintritt einer Gasströmung (26) und eine oder beide Seiten-Stirnwän­ de (12, 13) des Gehäuses eine oder mehrere Öffnungen (27) zum Abzug der Gasströmung (28) aufweisen.

8. Hochdruck-Walzenpresse nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Förderring (16) mit einem drehzahlregelbaren Antrieb versehen ist.

9. Hochdruck-Walzenpresse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Förderring (16) abgeworfene Gutmaterial durch die Gasströmung (26) einer Sichtung unterworfen wird.

10. Hochdruck-Walzenpresse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag des gesichteten Materials ausschließlich mit der Gasströmung (28) erfolgt.

11. Hochdruck-Walzenpresse nach einem der Ansprüche 9 oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Sichtung mittels eines innerhalb des Materialförderringes (16) des Walzenpressengehäuses angeordneten rotierenden Stabkorbes (30) erfolgt.

12. Hochdruck-Walzenpresse nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Frischgutzufuhr durch die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors (21) des Material­ förderringes (16) erfolgt.

13. Hochdruck-Walzenpresse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lagerrolle (14, 15) des Förderringes (16) auf einer Druckmeßdose gelagert ist und deren Meßwert zur Regelung der Frischgutzufuhr (21) herange­ zogen wird.