DE4019272A1 - Verfahren und anlage zur zerkleinerung bzw. mahlung von sproedem gut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zerkleinerung bzw. Mahlung von sprödem Gut, enthaltend eine mit hoher Preßkraft betriebene Hochdruck-Walzenpresse mit Gutbettzerkleinerung des Gutes und eine der Walzenpresse nachgeschaltete Kreislaufmahlung mit Sichter. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einer bekannten Zerkleinerung spröden Mahlgutes (EP-PS 00 84 383) wird das frische Mahlgut, z. B. nicht vorzerkleinerter Zementklinker, im Walzenspalt einer Hochdruck- Walzenpresse unter hohem Druck gepreßt, was teils zur Partikelzerstörung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Partikelinneren führt und sich sichtbar in der Bildung von Agglomeraten (sogenannten Schülpen) äußert, die sich mit vergleichsweise geringem Energieaufwand desagglomerieren bzw. auflösen lassen und die infolge der Anwendung des hohen Preßdruckes unter Zerstörung des Korngefüges bereits fertig feines Gut enthalten, so daß die bekannte Zerkleinerung insgesamt durch einen niedrigen spezifischen Energiebedarf gekennzeichnet ist. Beim Betrieb der Hochdruck-Walzenpresse zum Verdichten bzw. zur Druckbehandlung des körnigen Gutes muß das dem Walzenspalt zugeführte Aufgabegut von den gegenläufig angetriebenen Walzen erfaßt und durch Reibung in den Walzenspalt eingezogen werden. Dabei werden die einzelnen Partikel des eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwendung des extrem hohen Druckes gegenseitig zerquetscht, so daß man hierbei von der sogenannten Gutbettzerkleinerung spricht. Der Hochdruck-Walzenpresse ist eine Kreislaufmahlung mit üblicherweise einer Rohrmühle und mit einem Sichter nachgeschaltet, der das fertig feine Fertiggut aus den desagglomerierten und ggf. nachgemahlenen Gutmaterialschülpen aussichtet, wobei der Grobgutaustrag (Grieße) des Sichters zum Gutaufgabeschacht der Walzenpresse rezirkuliert wird.

Der Gutfüllstand im das Frischgut aufnehmenden Gutaufgabeschacht, der oberhalb des Walzenspaltes der Walzenpresse angeordnet ist, ist bisher dadurch aufrechterhalten worden, daß in den Schacht je nach Füllstand ein mehr oder weniger großer Mengenstrom an Sichtergrießen rezirkuliert worden ist, wodurch aber ein ungleichmäßiges Regelungsverhalten sowie Schwankungen im System auftreten können. Man dachte bisher, daß das Guteinzugsvermögen der Pressenwalzen für Frischgut dadurch verbessert werden würde, wenn in einem hohen Aufgabegutschacht alle zwischen den Brocken bzw. Körnern des Frischgutes in der Aufgabegutschüttung sich bildenden Lufträume mit Sichtergrießen ausgefüllt werden würden. Große Mengen an Sichtergrießen in der über dem Walzenspalt der Hochdruck-Walzenpresse aufgebauten hohen Aufgabegutschüttung können jedoch folgende Schwierigkeiten bereiten: Ist das in den Aufgabeschacht der Walzenpresse gegebene Aufgabegut zumindest zum Teil schon sehr feinkörnig, indem zum frischen Aufgabegut große Mengen der Grieße des nachgeschalteten Sichters rezirkuliert werden, so kann insbesondere bei Gutaufgabeschächten mit hohen Materialfüllständen und niedrigen Schüttgewichten des dem Aufgabeschacht zugeführten Aufgabegutes, verstärkt hervorgerufen durch große Mengen bereits relativ feiner mit Lufteinschlüssen durchsetzter rezirkulierter Grieße zur Walzenpresse, das Problem entstehen, daß die durch die Hochdruckpressung aus der Ausgabegutschüttung gepreßte Luft nicht mehr entweichen kann, was das Guteinzugsvermögen und das Gutpreßvermögen der Walzen verschlechtert, die Durchsatzleistung der Walzenpresse vermindert, zu einem ungleichmäßigen Betrieb der Walzenpresse führt und letztendlich die an sich erzielbare Energieersparnis beeinträchtigt. Außerdem machen sich bei hohen Aufgabegutschächten mit hohen Aufgabegutschüttungen, die einen erheblichen Mengenanteil an Sichtergrießen aufweisen, deutliche Wandreibungswiderstände des Aufgabegutes bemerkbar, welche das Nachfließen des Aufgabegutes in den Walzenspalt besonders im Bereich der beiden Walzenenden bzw. der beiden Randzonen des Walzenspaltes behindern; durch das verringerte Einzugsvermögen der Walzen an ihren Randzonen wird dann nicht nur die Durchsatzleistung der Walzenpresse beeinträchtigt, sondern dadurch gelangen auch unverdichtete oder nicht ausreichend gepreßte Materialien durch den Walzenspalt, die zum Zwecke einer erneuten Pressung zum Gutaufgabeschacht der Presse zurückgeführt werden müssen, während das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial zur nachgeschalteten Kreislaufmahlung weitertransportiert werden muß, wodurch insgesamt der Aufwand an Schülpenfördereinrichtungen erheblich werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gutbettzerkleinerung spröden Gutes im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenpresse mit Rezirkulierung eines Anteils der gepreßten Schülpen sowie eines Anteils der Sichtergrieße zum Gutaufgabeschacht so zu verbessern, daß das Guteinzugsvermögen und die Gutpressung im Walzenspalt erhöht und an die jeweiligen Eigenschaften des Aufgabegutes anpaßbar sind, der Anteil des nicht ausreichend gepreßten rezirkulierenden Gutes verringert ist, der Aufwand an zum Schülpentransport notwendigen Fördereinrichtungen minimiert ist, und daß der ohnehin schon niedrige spezifische Energiebedarf der Gutbettzerkleinerung mit Hochdruckpressung noch weiter reduziert ist.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 4 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der den Walzenspalt der Hochdruck-Walzenpresse nach unten verlassende Gutmaterialstrom (Schülpe) zunächst in drei Teile gespalten, nämlich in die beiden (beim erstmaligen Pressendurchgang nicht ausreichend gepreßten) Schülpenränder sowie in das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial. Die abgetrennten Schülpenrandmaterialien werden vollständig zum Gutaufgabeschacht der Walzenpresse zwecks nochmaliger Pressung rezirkuliert, während das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial der nachgeschalteten Kreislaufmahlung zugeführt wird. Charakteristisch für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß der Füllstand im Gutaufgabeschacht der Walzenpresse nicht durch die Menge der vom Sichter der nachgeschalteten Kreislaufmahlung abgezogenen und in den Gutaufgabeschacht rezirkulierten Grieße aufrecht erhalten wird, sondern der rezirkulierte Grießeanteil wird konstant und auf einem vergleichsweise niedrigen Mengenanteil gehalten und der Füllstand des Gutaufgabeschachtes wird dadurch konstant gehalten, daß in den Gutaufgabeschacht zusätzlich zu den rezirkulierten ungenügend gepreßten Schülpenrandmaterialien in Abhängigkeit der jeweiligen Eigenschaften des Aufgabegutes noch ein Teilstrom des übrigen (ausreichend gepreßten) Schülpenkernmateriales rezirkuliert wird. Denn die in den Gutaufgabeschacht der Hochdruck-Walzenpresse rezirkulierten Schülpen bzw. Schülpenbruchstücke haben eine vielkantige Oberfläche sowie eine erhöhte Dichte bzw. geringe Porosität, so daß sie ideal geeignet sind, die Hohlräume zwischen den Körnern bzw. Brocken des ebenfalls in den Gutaufgabeschacht einzufüllenden Frischgutes auszufüllen, wodurch beim Pressen im Guteinzugsbereich des Walzenspaltes eine bessere Verzahnung zwischen dem Frischgut und dem rezirkulierten Gut und damit ein gutes Guteinzugs- und Gutpreßverhalten bewirkt wird, im Gegensatz zu den in den Gutaufgabeschacht rezirkulierten Sichtergrießen, die als Schüttung einen hohen Lufteinschluß und damit eine hohe Porosität haben, wobei diese Luft beim Pressen im Walzenspalt verdrängt wird und zwischen den groben Körnern bzw. Brocken des Gutmateriales ein Luftpolster bildet, welche den Guteinzug in den Walzenspalt und anschließend das Einbringen der Preßkräfte bzw. Preßdrücke in das Gut behindern kann. Erfindungsgemäß läßt sich also das Aufgabegutgemisch im Gutaufgabeschacht der Walzenpresse bei einem möglichst niedrigen und außerdem konstant gehaltenen Anteil rezirkulierter Sichtergrieße so einstellen und an die jeweiligen Eigenschaften des Gutes anpassen, daß beste Guteinzugsbedingungen und Gutpreßverhaltenseigenschaften im Walzenspalt erzielt werden. Infolge der verbesserten Guteinzugsbedingungen sind die beim erstmaligen Pressendurchgang an den Randzonen des Walzenspaltes nicht ausreichend gepreßten Schülpenmaterialränder ohnehin nicht sehr groß bzw. breit, so daß der Anteil des nicht ausreichend gepreßten Gutes vergleichsweise gering ist. Insgesamt ist das erfindungsgemäße Verfahren durch einen vergleichsweise niedrigen spezifischen Energiebedarf der Zerkleinerung gekennzeichnet.

Das Förderorgan zum Transport des Gutaustrages (Schülpen) der Hochdruck-Walzenpresse zur nachgeschalteten Kreislaufmahlung besteht üblicherweise aus einem Becherwerk. Erfindungsgemäß sind die Becher dieses Becherwerks in wenigstens zwei jeweils benachbarte Kammern zum gleichzeitigen aber getrennten Transport des ungenügend gepreßten Schülpenrandmaterials einerseits und des übrigen genügend gepreßten Schülpenkernmaterials andererseits unterteilt, d. h. bei vorhandenen Zerkleinerungsanlagen mit Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse und nachgeschalteter Kreislaufmahlung läßt sich das dort zum Schülpentransport vorhandene einzige Becherwerk ohne großen Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umbauen bzw. ergänzen, wodurch Investitionskosten und Betriebskosten gespart sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die das Schülpenrandmaterial transportierenden Becherkammern des einzigen Becherwerks über eine Rutsche in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse entleerbar (rezirkulierbar) und die das genügend gepreßte Schülpenkernmaterial transportierenden Becherkammern sind ebenfalls über eine Rutsche zum Weitertransport zur Kreislaufmahlung entleerbar, wobei zur Zumischung des ausreichend gepreßten Schülpenmaterials in das zum Gutaufgabeschacht der Walzenpresse rezirkulierten Gutmateriales lediglich der Regeleingriff auf ein Stellorgan wie Stellklappe zwischen den beiden benachbarten, die Becherkammern des Becherwerkes entleerenden Gutmaterialrutschen genügt.

Die Erfindung und deren weiteren Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse im Vertikalschnitt in der Vertikalebene durch den Walzenspalt, und

Fig. 2 die Draufsicht auf ein Becherwerk zum Transport der von der Walzenpresse der Fig. 1 kommenden Gutmaterialschülpen.

Bei der Walzenpresse nach Fig. 1 sind in einem Maschinenrahmen (10) zwei Walzen (11, 12) gelagert, die gegenläufig angetrieben und durch den Walzenspalt voneinander getrennt sind. Oberhalb des Walzenspaltes ist ein nicht dargestellter Gutaufgabeschacht angeordnet, in den das zu zerkleinernde Frischgut, z. B. nicht vorzerkleinerter Zementklinker, aufgegeben wird. Das im Walzenspalt der Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse zu Schülpen gepreßte Gut wird unterhalb der Walzen (11, 12) mittels zweier quer zum Walzenspalt angeordneter Stellklappen (13 und 14) in drei Materialströme gespalten, nämlich in die (beim erstmaligen Pressendurchgang an den Randzonen des Walzenspaltes nicht ausreichend gepreßten) Schülpenmaterialränder (15 und 16) sowie in das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial (17). Nachdem die Stellklappen (13 und 14) auf das jeweilige Gut eingestellt worden sind, brauchen sie während des Betriebes der Walzenpresse nicht mehr verstellt zu werden. Das Schülpenmaterial (17) wird auf einem Bandförderer (18) abtransportiert, während das abgetrennte Schülpenrandmaterial (15 und 16) einem anderen Bandförderer (19), Gurtförderer oder dergleichen zugeführt und von diesem abtransportiert wird.

Das in Draufsicht schematisch dargestellte Becherwerk der Fig. 2 ist der Walzenpresse der Fig. 1 nachgeschaltet. Die Becher (21, 22 usw.) sind jeweils in zwei benachbarte Kammern (21a und 21b bzw. 22a und 22b) unterteilt, wobei die Becherkammern (21a und 21b) am unteren Ende des Becherwerks gerade gefüllt und die Becherkammern (22a und 22b) am oberen Ende des Becherwerks gerade entleert werden. Die Becher (21, 22 usw.) sind an umlaufenden Ketten (20) oder an anderen Zugträgern befestigt, die über Umlenkrollen umlaufen. Das ausreichend gepreßte Schülpenkernmaterial (17), welches nach Fig. 1 über den Bandförderer (18) abgeführt wird, wird nach Fig. 2 über die Materialrutsche (23) in die Becherkammer (21a) gefüllt, und das nicht ausreichend gepreßte Schülpenrandmaterial (15, 16), welches vom Förderer (19) transportiert wird, gelangt über die Rutsche (24) in die benachbarte Becherkammer (21b), wobei beide Becherkammern (21a und 21b) durch eine Trennwand (25) voneinander getrennt sind. Auf diese Weise dient das Becherwerk der Fig. 2 zum gleichzeitigen aber getrennten Transport des genügend gepreßten Schülpenkernmaterials (17) einerseits und des ungenügend gepreßten Schülpenrandmateriales (15, 16) andererseits.

Am oberen Ende des Becherwerks der Fig. 2 ist die das ungenügend gepreßte Schülpenrandmaterial (15, 16) transportierende Becherkammer (22b) über eine Materialrutsche (26) in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) entleerbar (rezirkulierbar), und die das genügend gepreßte Schülpenkernmaterial (17) transportierende Becherkammer (22a) ist ebenfalls über eine benachbarte Materialrutsche (27) zum Weitertransport zur Kreislaufmahlung, z. B. Kugelmühle mit Sichter, entleerbar. Die beiden benachbarten Gutabwurfrutschen (26, 27) des Becherwerks sind durch ein Stellorgan wie z. B. Stellklappe (28) getrennt, wobei durch Regeleingriff auf das Stellorgan (28) bzw. dessen Steuerung eine Zumischung eines mehr oder weniger großen Mengenanteils des Schülpenkernmaterials (17) zum ungenügend gepreßten Schülpenrandmaterial (15, 16) erfolgt. Durch diese Schülpenmaterialzumischung und Rezirkulierung zum Walzenpressen-Gutaufgabeschacht erfolgt die Konstanthaltung des Füllstandes im Aufgabeschacht der Walzenpresse, während die in den Gutaufgabeschacht rezirkulierte Menge der vom Sichter der nachgeschalteten Kreislaufmahlung abgezogenen Grieße vergleichsweise klein und konstant gehalten wird.

Anstatt die Becher des Becherwerks gemäß Ausführungsbeispiel der Fig. 2 jeweils in zwei benachbarte Kammern aufzuteilen, bestünde auch die Möglichkeit, die Becher in jeweils drei Kammern zu unterteilen, nämlich in eine linke Kammer zur Aufnahme des Schülpenrandes (15), in eine mittlere Kammer zur Aufnahme des Schülpenrandes (16). Beim Umbau vorhandener Becherwerke wären dann in die Becher nicht eine, sondern zwei Trennwände einzubauen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Zerkleinerung bzw. Mahlung von sprödem Gut, enthaltend eine mit hoher Preßkraft betriebene Hochdruck-Walzenpresse mit Gutbettzerkleinerung des Gutes und eine der Walzenpresse nachgeschaltete Kreislaufmahlung mit Sichter, dadurch gekennzeichnet, daß vom Pressenaustragsgut (Schülpen) die (beim erstmaligen Pressenaustragsgut an den Randzonen des Walzenspaltes nicht ausreichend gepreßten) Schülpenmaterialränder (15, 16) abgetrennt werden, und daß das abgetrennte Schülpenrandmaterial (15, 16) vollständig sowie zusätzlich dazu ggf. ein Teilstrom des übrigen Schülpenmateriales (17) in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) zur Verbesserung deren Guteinzugs- und Gutpreßbedingungen rezirkuliert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum abgetrennten Schülpenrandmaterial (15, 16), welches vollständig zum Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) rezirkuliert wird, ein mehr oder weniger großer Anteil des übrigen Schülpenmateriales (17) in Abhängigkeit der Guteinzugsbedingungen und/oder des Gutpreßverhaltes und/oder des Aufgabeschachtfüllstandes zugemischt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) ein konstanter Anteil des Grobgutaustrages (Grieße) des Sichters der nachgeschalteten Kreislaufmahlung rezirkuliert wird.

4. Anlage zur Verkleinerung bzw. Mahlung von sprödem Gut, enthaltend eine mit hoher Preßkraft betriebene Hochdruck-Walzenpresse (10, 11) mit Gutbettzerkleinerung des Gutes und ein Förderorgan zum Transport des Pressenaustragsgutes (Schülpen) zu einer nachgeschalteten Kreislaufmahlung, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderorgan ein einziges Becherwerk ist, dessen Becher (21, 22) in wenigstens zwei jeweils benachbarte Kammern (21a, 21b bzw. 22a, 22b) zum gleichzeitigen aber getrennten Transport des ungenügend gepreßten Schülpenrandmaterials (15, 16) einerseits und des übrigen genügend gepreßten Schülpenkernmaterials (17) andererseits unterteilt sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das Schülpenrandmaterial (15, 16) transportierenden Becherkammern (22b) des Becherwerks über eine Rutsche (26) in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse (10, 11) entleerbar sind, und daß die das genügend gepreßte Schülpenkernmaterial (17) transportierenden Becherkammern (22a) ebenfalls über eine Rutsche (27) zum Weitertransport zur Kreislaufmahlung entleerbar sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gutabwurfrutschen (26, 27) des Becherwerks nebeneinander benachbart angeordnet und durch ein Stellorgan (28) wie Stellklappe getrennt sind, wobei durch Regeleingriff auf das Stellorgan (28) eine Zumischung eines mehr oder weniger großen Mengenanteils des genügend gepreßten Schülpenkernmaterials (17) zum ungenügend gepreßten Schülpenrandmaterial (15, 16) erfolgt.