DE3928020A1 - Verfahren und anlage zur energiesparenden herstellung eines gemahlenen feingutes von branntkalk, kalksteinmehl, zement etc. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Fein- und Feinstzerkleinerung spröder Materialien, insbesondere von Branntkalk, Kalksteinmehl, Zement etc., wobei die Zerkleinerung in mehreren Stufen, vorzugsweise in zwei Stufen erfolgt und wobei zumindest in einer Stufe eine Walzenmühle eingesetzt wird.

Bekannt ist aus der österreichischen Patentschrift 3 76 586 ein Verfahren zur Herstellung eines fein gemahlenen Branntkalkes oder Zements durch den Einsatz einer Hochdruck-Walzenmühle mit einem nachgeschalteten Desagglomerator, z. B. einer Hammermühle. Das Austragsgut von der Hammermühle wird einem Sichter aufgegeben, der das Feingut in einer bestimmten Korngröße aussichtet, wobei das Grobgut vom Sichter zur Weitervermahlung im Kreislauf der Walzenmühle wieder zugeführt wird. Das Mahlgut wird dabei durch eine erhöhte Druckbeanspruchung in den Walzen zerkleinert, wobei die Aufgabestückgrößen einen entsprechend großen Walzendurchmesser benötigen, um eine einwandfreie Arbeitsweise mit gleitfreiem Einziehen des Aufgabegutes zwischen den Walzen für eine effektive Zerkleinerung zu gewährleisten. Wird z. B. Drehofenklinker zu Fertigzement vermahlen, so sind Klinkerstückgrößen bis 80 mm je nach Betriebszustand des Klinkerbrechers nach dem Klinkerkühler möglich, was einen Walzendurchmesser von 1600-1800 mm erforderlich macht, um einen störungsfreien Betrieb zu ermöglichen. Hierdurch ist ein hohes Konstruktionsgewicht für die Walzenmühle vorgegeben. Hinzu kommen noch die sehr großen Beanspruchungskräfte bei der Druckzerkleinerung bis 600 MPa im Walzenspalt, die von den mechanischen Teilen der Maschine aufgenommen werden müssen. Eine optimale Arbeitsweise der Hochdruck-Walzenmühle ist zudem durch die Aufgabestückgrößen des Frischgutes von 80 mm und dem zufließenden Massenstrom von Grobgut aus dem Sichter von 0-8 mm nicht gegeben, da keine gleichmäßige Verteilung des Mischgutes auf die gesamte Breite des Walzenspaltes erfolgt und die feineren Partikeln die größeren Stücke vor einer Zerkleinerungsbeanspruchung schützen oder auch umgekehrt. Durch den hohen Druck im Walzenspalt wird das zu mahlende Gut zu Schülpen zusammengepreßt, die durch einen nachgeschalteten Desagglomerator, z. B. einer Hammermühle aufgeschlossen werden müssen, bevor das Mahlgut über den Sichter in geschlossenem Kreislauf mit der Walzenmühle weiter vermahlen werden kann (vgl. z. B. H. Paulsen in ZEMENT-KALK-GIPS, Nr. 12 (1987), Seite 598, Bild 1) . Der eingesetzte Desagglomerator bringt zusätzlich nur geringe Feinanteile, die dem Fertiggut entsprechen. Wird eine Hammermühle als Desagglomerator eingesetzt, so ist mit hohem Verschleiß an den Hämmern zu rechnen. Bei Verschleiß der Hämmer sinkt die Durchsatzleistung und es tritt eine negative Veränderung des Kornaufbaues ein.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Mahlverfahren und Anlagen zur Erzeugung eines gemahlenen Feingutes derart auszugestalten, daß eine besonders energiesparende Aufmahlung bei geringsten Investitionskosten möglich ist. Desweiteren soll eine bessere Beeinflußung des Kornspektrums von dem aufgemahlenen Feingut, insbesondere bei der Zementvermahlung erreicht werden.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß vor der Walzenmühle eine Vorzerkleinerungseinrichtung, vorzugsweise ein Brecher vorgeschaltet ist, der im Kreislauf mit einer Klassiereinrichtung, vorzugsweise einem Sieb arbeitet. Auf diese Weise erhält die Walzenmühle ein Mahlgut mit einer nach oben fest begrenzten Korngröße bei minimalstem Walzendurchmesser. Im Gegensatz zur österreichischen Patentschrift Nr. 3 76 586 findet beim eigenen Verfahren in der ersten Stufe keine Druckbeanspruchung sondern eine Prallzerkleinerung statt, wodurch sich mit großem Vorteil ein geringes Konstruktionsgewicht für die Maschine ergibt.

Der mit großem Vorteil eingesetzte Rotor-Brecher kann Stücke bis 100 mm und darüber aufnehmen, ohne daß bei dem Brecher das Konstruktionsgewicht geändert werden muß. Im Gegensatz zur Walzenmühle ist der Brecher unempfindlich gegen Fremdteile (z. B. Eisen etc.). Durchsatzleistung und Feinanteile bleiben auch bei Verschleiß konstant. Rotorbrecher zeichnen sich ferner durch einen geringen Verschleiß, niedrigen Kraftbedarf und einen gleichbleibenden Zerkleinerungseffekt aus. Der Brecher wird im Umlauf mit einem Sieb betrieben und bringt bei einem geringen spezifischen Arbeitsbedarf schon ca. 30% des Fertiggutes. Durch das Sieb ist das Aufgabegut für die Walzenmühle auf maximal 5 mm begrenzt, was zu kleineren Walzendurchmessern führt. Durch das kleinere Aufgabegut von max. 5 mm auf die Walzenmühle sind höhere Walzenumfangsgeschwindigkeiten bei geringerem Druck im Walzenspalt möglich, ferner ergibt sich ein hoher Zerkleinerungseffekt und geringer Energiebedarf.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Siebdurchgang einem Feingutsichter zugeführt wird, der mit der Walzenmühle in geschlossenem Kreislauf arbeitet, wobei der Trennbereich des Siebes so festgelegt wird, daß schon ca. 20-40% vom Endfeingut- Massenstrom im Siebdurchgang enthalten sind. Durch die Aussichtung der feineren Partikeln bekommt die Walzenmühle ein staubfreies, gleichmäßiges Kornspektrum bis 5 mm als Grobgut vom Sichter, wodurch sich für die Walzenmühle der Zerkleinerungseffekt verbessert, das Maschinengewicht verringert und Energie eingespart wird, d. h. es ergeben sich nur geringe Betriebskosten bei ebenfalls verringerten Investitionskosten.

Weiterhin wird nach der Erfindung der Siebdurchgang mit dem umlaufenden Mahlstrom von der Walzenmühle als Massenstrom gemeinsam dem Feingutsichter zur Aussichtung des Fertigproduktes aufgegeben. Hierbei handelt es sich um eine besonders einfache und kostengünstige Materialumlaufführung, die gleichzeitig große Optimierungschancen bietet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann zur optimierten Qualitätssteuerung des Endproduktes der Massenstrom von der Walzenmühle wahlweise prozentual auf die Vorzerkleinerungseinrichtung und den Feingutsichter aufgeteilt werden. Besonders vorteilhaft liegt der Körnungsbereich für das Aufgabegut auf die Walzenmühle zwischen 0,09 bis 5 mm.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß nach Vorzerkleinerung der Siebdurchgang in einem Zwischensilo gespeichert wird. Hierdurch kann die gesamte Mahlanlage nahezu unter Idealbedingungen bei einer feineren Aufmahlung mit der Walzenmühle betrieben werden, bei der dann die Durchsatzleistung gegenüber der Vorbrechanlage zurückgeht.

Ferner ist nach der Erfindung zur Beeinflussung der Produktqualität und eines störungsfreien und qualitätsbezogenen Verfahrensablaufes vorgesehen, daß trockene Zuschlagstoffe kleiner 5 mm über einen Bunker und eine Zuteilungsvorrichtung auf direktem Weg der Walzenmühle aufgegeben werden. Darüberhinaus können als Zuschlagstoffe auch andere Materialien, z. B. Flugasche und/oder feuchter Hüttensand dem Sichter auf direktem Weg zugeführt werden, wobei die Trocknung durch Zuführung von Heißgasen in den Sichter vorgenommen wird.

Mit großem Vorteil werden in einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens fehlende Feinstanteile im Gesamtfeingut, z. B. unter 0,010 mm, durch Abzweig eines Teilstroms und Führung durch ein zusätzliches Mahlaggregat, z. B. eine Schwingmühle, als Feinstanteil in den Gesamtstrom gegeben, wobei vorzugsweise das zusätzliche Mahlaggregat mit dem Sichter in geschlossenem Kreislauf arbeitet. Die Schwingmühle kann aber auch mit einem separaten Sichter zusammenarbeiten, wobei das Feingut von diesem Sichter dann dem Gesamtfeingut aus Vorbrecher und Walzenmühle aufgegeben wird.

Zweckmäßigerweise wird der Grobgutmassenstrom vom Feingutsichter ohne Stau im freien Fall direkt der Walzenmühle zugeführt, wobei die senkrechte Komponente der Aufgabegeschwindigkeit des zu zerkleinernden Gutes möglichst der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen entspricht. Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn die senkrechte Komponente der Aufgabegeschwindigkeit des zu zerkleinernden Gutes über ein Durchflußmeßgerät erfaßt wird, welches dann die Drehzahlen der Walzen regelt. Durch eine kontinuierliche Durchflußmessung ohne Stau kann je nach Umlaufmenge die Umfangsgeschwindigkeit der Mahlwalzen beeinflußt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anlage in schematischer Darstellung mit zwei Kreisläufen sowie einem zusätzlichen Mahlaggregat

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anlage in schematischer Darstellung mit zwei Kreisläufen sowie Zwischensilo und einem einem zusätzlichen Aufgabesilo für Zuschlagstoffe

Erfindungsgemäße Anlagen nach den Fig. 1 und 2 bestehen im wesentlichen aus einer Vorzerkleinerungseinrichtung, beispielsweise einem Brecher (1), der im Kreislauf mit einer Klassiereinrichtung (2), beispielsweise einem Sieb arbeitet. Nachgeschaltet ist mit einem separaten Kreislauf ein Feingutsichter (3) sowie eine Walzenmühle (4), die ein fast staubfreies Mahlgut mit einer nach oben fest begrenzten Korngröße bei minimalstem Walzendurchmesser als Aufgabegut bekommt. Als Vorzerkleinerungseinrichtung (1) wird zweckmäßigerweise ein Brecher mit einem umlaufenden, horizontal liegenden Brecherrotor mit senkrecht angeordneter Rotorwelle eingesetzt. Die Walzenmühle (4) ist mit einer Zuteilvorrichtung mit verstellbarer Auslaufdüse (5) ausgerüstet, die dem jeweiligem Walzenspalt entspricht.

Bei Betrieb der Anlage gelangt Frischgut (10) als Brechereinlaufgut (11) in den Brecher (1) und wird dort zerkleinert. Der den Brecher (1) verlassene Materialstrom (12) wird auf das Sieb (2) aufgegeben. Der Siebüberlauf (14) wird rückgeführt und mit dem Frischgut (10) gemischt. Der Feinanteil als Durchgang (13) durch das Sieb (2) wird gemeinsam mit dem umlaufenden Mahlstrom (20) von der Walzenmühle (4) als Massenstrom (22) dem Feingutsichter (3) zur Aussichtung des Fertigproduktes (23) aufgegeben. Der Trennbereich des Siebes (2) wird so festgelegt, daß schon ca. 20-40% vom Endfeingut- Massenstrom (23) im Siebdurchgang (13) enthalten sind.

Der Grobgutmassenstrom (24) vom Sichter (3) wird auf die Walzenmühle (4) gegeben und verläßt sie als Massenstrom (20), der mittels einer Umstellklappe (21) wahlweise prozentual als Teilstrom (20) zum Feingutsichter (3) und/oder als Teilstrom (20′′) zur Vorzerkleinerungseinrichtung (1) geführt wird. Der Körnungsbereich für das Aufgabegut (24) auf die Walzenmühle (4) liegt zwischen 0,09 bis 5 mm, wobei der Sichter (3) die Feinanteile kleiner 0,09 mm ausgesichtet hat. Das Aufgabegut (24) bzw. der Grobgutmassenstrom (24) vom Feingutsichter (3) wird zweckmäßigerweise ohne Stau des freien Falles vom Sichter (3) direkt der Walzenmühle (4) zugeführt, wobei die senkrechte Komponente der Aufgabengeschwindigkeit des zu zerkleinernden Gutes (24) möglichst der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen entspricht. Die senkrechte Komponente der Aufgabegeschwindigkeit des zu zerkleinernden Gutes (24) wird vorteilhaft über ein Durchflußmeßgerät erfaßt, welches dann die Drehzahlen der Walzen regelt.

Günstigerweise ist der Feingutsichter (3) auf dem Streuteller mit Schlagstiften versehen. Der Massenstrom (20) von der Walzenmühle (4) wird dadurch auf dem Streuteller des Feingutsichters (3) desagglomeriert, wobei die Schülpen hierbei nicht so fest gepreßt sind wie bei der bekannten Hochdruck- Walzenmühle.

Gemäß Fig. 1 können fehlende Feinstanteile im Gesamtfeingut (23), z. B. unter 0,010 mm, durch ein zusätzliches Mahlaggregat (6), beispielsweise eine Schwingmühle, in den Gesamtstrom (22) eingemahlen bzw. als gemahlener Feinstanteil (31) dem Gesamtstrom (22) zugegeben werden. Hierzu kann je nach den Erfordernissen der Fertigproduktstrom (23) mittels Umstellklappe (30) aufgeteilt werden, wobei der Fertigprodukt- Massenstrom mit (23′) bezeichnet ist und der Teilstrom (23′′) dem eingesetzten Mahlaggregat (6) zugeführt wird. Das zusätzliche Mahlaggregat (6) kann mit dem Sichter (3) in geschlossenem Kreislauf arbeiten oder in einem geschlossenen Kreislauf mit einem weiteren Sichter (nicht dargestellt), wobei das Feinstgut aus diesem separaten Sichter dann auch dem Gesamtfeingut (22) beigegeben wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, einen Teilstrom aus dem Grobgut (24) abzuzweigen und der zusätzlichen Mahlbehandlung in der Schwingmühle (6) zu unterziehen (nicht dargestellt).

Wie Fig. 2 zeigt, kann für den Siebdurchgang (13) ein Zwischensilo (7) mit Zuteileinrichtung (8) im Brecher- Sieb- Kreislauf (1, 2) angeordnet sein. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, Vorzerkleinerung und Walzenmühle optimiert in getrennten Kreisläufen zu fahren. Ferner können Zuschlagstoffe (40) kleiner 5 mm über einen Bunker (9) und eine Zuteilungsvorrichtung (10) der Walzenmühle (4) mittels Umstellklappe (41) auf direktem Weg (40′) aufgegeben werden. Darüberhinaus können als Zuschlagstoffe (40), z. B. Flugasche auf direktem Weg (40′′) dem Sichter (3) zugeführt werden. Feuchter Hüttensand wird ebenfalls dem Sichter (3) direkt aufgegeben, wobei die Trocknung des Sandes im Sichter (3) erfolgt.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die in den Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, beliebige Zusatzkreisläufe oder parallele Kreisläufe für die Massenströme, beispielsweise unter Verwendung standardisierter Baueinheiten für die einzelnen Aggregate vorgesehen sein. Die jeweilige konstruktive Ausgestaltung ist in Anpassung an die spezielle Verwendung der Anlage dem Fachmann anheimgestellt.

Claims (14)

1. Verfahren zur Fein- und Feinstzerkleinerung spröder Materialien, insbesondere von Branntkalk, Kalksteinmehl, Zement etc., bei dem die Zerkleinerung in mehreren Stufen, vorzugsweise in zwei Stufen erfolgt und wobei zumindest in einer Stufe eine Walzenmühle eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Walzenmühle (4) eine Vorzerkleinerungseinrichtung (1), vorzugsweise ein Brecher vorgeschaltet ist, der im Kreislauf mit einer Klassiereinrichtung (2), vorzugsweise einem Sieb arbeitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebdurchgang (13) einem Feingutsichter (3) zugeführt wird, der mit der Walzenmühle (4) in geschlossenem Kreislauf arbeitet, wobei der Trennbereich des Siebes (2) so festgelegt wird, daß schon ca. 20-40% vom Endfeingut- Massenstrom (23) im Siebdurchgang (13) enthalten sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebdurchgang (13) mit dem umlaufenden Mahlstrom (20, 20′) von der Walzenmühle (4) als Massenstrom (22) gemeinsam dem Feingutsichter (3) zur Aussichtung des Fertigproduktes (23) aufgegeben wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Massenstrom (20) von der Walzenmühle (4) wahlweise prozentual auf die Vorzerkleinerungseinrichtung (1) und den Feingutsichter (3) aufgeteilt (20′′, 20′) wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, daduch gekennzeichnet daß der Körnungsbereich für das Aufgabegut (24) auf die Walzenmühle (4) zwischen 0,09 bis 5 mm liegt.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Vorzerkleinerung (1) der Siebdurchgang (13) in einem Zwischensilo (7) gespeichert wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß trockene Zuschlagstoffe (40) kleiner 5 mm über einen Bunker (9) und eine Zuteilungsvorrichtung (10) auf direktem Weg (40′) der Walzenmühle (4) aufgegeben werden.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoffe (40) z. B. Flugasche und/oder feuchter Hüttensand dem Sichter (3) auf direktem Weg (40 ) zugeführt werden.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß fehlende Feinstanteile im Gesamtfeingut (23), z. B. unter 0,010 mm, durch Abzweig eines Teilstroms (23′′) und Führung durch ein zusätzliches Mahlaggregat (6), z. B. eine Schwingmühle, als Feinstanteil (31) in den Gesamtstrom (22) gegeben werden, wobei vorzugsweise das zusätzliche Mahlaggregat (6) mit dem Sichter (3) in geschlossenem Kreislauf arbeitet.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grobgutmassenstrom (24) vom Feingutsichter (3) ohne Stau im freien Fall direkt der Walzenmühle (4) zugeführt wird, wobei die senkrechte Komponente der Aufgabegeschwindigkeit des zu zerkleinernden Gutes (24) möglichst der Umfangsgeschwindigkeit der Walzen entspricht.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Komponente der Aufgabegeschwindigkeit des zu zerkleinernden Gutes (24) über ein Durchflußmeßgerät erfaßt wird, welches dann die Drehzahlen der Walzen regelt.

12. Anlage zur Fein- und Feinstzerkleinerung spröder Materialien, insbesondere von Branntkalk, Kalksteinmehl, Zement etc., bei der die Zerkleinerung in mehreren Stufen, vorzugsweise in zwei Stufen erfolgt und wobei in mindestens einer Stufe eine Walzenmühle eingesetzt wird und ferner Sichter und Klassiereinrichtungen Verwendung finden, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenmühle (4) eine Vorzerkleinerungseinrichtung (1), bestehend aus einem Brecher mit einem umlaufenden, horizontal liegenden Brecherrotor mit senkrecht angeordneter Rotorwelle vorgeschaltet ist.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenmühle (4) mit einer Zuteilvorrichtung (5) mit verstellbarer Auslaufdüse ausgerüstet ist, die dem jeweiligen Walzenspalt entspricht.

14. Anlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Feingutsichter (3) auf dem Streuteller Schlagstifte aufweist.