EP3651978B1 - Roller press and method for determining the filling level - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenpresse zum Zerkleinern, Kompaktieren oder Brikettieren von Material,

• mit einem Pressengestell, zwei in dem Pressengestell unter Bildung eines Walzenspaltes nebeneinander angeordneten Walzen und einem oberhalb des Walzenspaltes angeordneten Aufgabeschacht, über den das Material dem Walzenspalt zuführbar ist,
• wobei der Aufgabeschacht ein oder mehrere vertikal oder geneigt gegen die vertikale orientierte Schachtwände unter Bildung eines über die Höhe zumindest abschnittsweise konstanten oder sich von oben nach unten aufweitenden Querschnittes aufweist.
• wobei der Aufgabeschacht mit einer Messvorrichtung zur Bestimmung des Füllstandes des Materials im Aufgabeschacht versehen ist,

The invention relates to a roller press for crushing, compacting or briquetting material,

• with a press frame, two rollers arranged next to one another in the press frame to form a nip and a feed chute arranged above the nip, via which the material can be fed to the nip,
• wherein the feed chute has one or more chute walls oriented vertically or inclined to the vertical, forming a cross section that is at least partially constant over the height or that widens from top to bottom.
• wherein the feed chute is provided with a measuring device for determining the fill level of the material in the feed chute,

Bei einer solchen Walzenpresse handelt es sich besonders bevorzugt um eine Gutbettwalzenmühle, die bevorzugt der Zerkleinerung von Material dient. Die Erfindung umfasst aber auch Walzenpressen bzw. Gutbettwalzenmühlen zum Kompaktieren oder Brikettieren von Material. In dem Pressengestell sind die beiden Presswalzen rotierend angetrieben gelagert, wobei die beiden Presswalzen gegenläufig angetrieben werden. In der Regel ist dabei eine der beiden Walzen als Festwalze ausgebildet und die andere Walze als Loswalze (seitlich verschiebbar) gelagert, wobei diese bewegliche Loswalze durch ein am Pressengestell abgestütztes Hydrauliksystem beaufschlagt wird. Alternativ können aber auch zwei Loswalzen oder andere Rahmenkonzepte realisiert sein. Das erfindungsgemäße Prinzip ist davon unabhängig. Das Material wird dem Walzenspalt über den Aufgabeschacht lediglich mit Hilfe der Schwerkraft zugeführt bzw. zugeteilt.Such a roller press is particularly preferably a material-bed roller mill, which is preferably used for comminuting material. However, the invention also includes roller presses or high-pressure roller mills for compacting or briquetting material. The two press rollers are mounted in the press frame so that they are driven in rotation, with the two press rollers being driven in opposite directions. As a rule, one of the two rolls is designed as a fixed roll and the other roll is mounted as a loose roll (laterally displaceable), with this movable loose roll being acted upon by a hydraulic system supported on the press frame. Alternatively, however, two loose rollers or other frame concepts can also be implemented. The principle according to the invention is independent of this. The material will fed or allocated to the nip via the feed chute solely with the aid of gravity.

Walzenpressen (vorzugsweise Gutbettwalzenmühlen) werden für einen effizienten Betrieb in der Regel mit einer Materialvorlage betrieben. Das bedeutet, dass für einen kontinuierlichen und damit störungsfreien und wirtschaftlichen Betrieb im gewünschten Betriebspunkt der Walzenpresse in dem Aufgabeschacht stets ein ausreichender Füllstand des Materials vorhanden sein muss, so dass stets ausreichend Material für den Einzug in den Walzenspalt zur Verfügung steht. Denn der zwischen den Walzen wirksame Walzenspalt hängt in der Regel von dem Füllstand des Materials im Aufgabeschacht ab, so dass der Füllstand einen Einfluss auf den Durchsatz der Walzenpresse haben kann, wobei dieser Einfluss mit zunehmender Füllstandshöhe abnimmt. In der Praxis ist man daher häufig bestrebt, einen konstanten Füllstand im Aufgabeschacht zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist die Bestimmung des Füllstandes mit Hilfe einer Messvorrichtung von praktischer Bedeutung, wobei bevorzugt die Fördermittel (z. B. Förderbänder) zur Füllung des Aufgabeschachtes über eine geeignete Steuerung oder Regelung (z. B. eine Drehzahlsteuerung/-regelung der Förderbänder) an ein Füllstandssignal im Aufgabeschacht gekoppelt sein können.Roller presses (preferably high-pressure grinding rolls) are usually operated with a material feed for efficient operation. This means that for continuous and therefore trouble-free and economical operation at the desired operating point of the roller press, there must always be a sufficient level of material in the feed chute, so that there is always sufficient material available for feeding into the roller gap. This is because the roller gap effective between the rollers generally depends on the fill level of the material in the feed chute, so that the fill level can have an influence on the throughput of the roller press, with this influence decreasing as the fill level increases. In practice, therefore, efforts are often made to ensure a constant fill level in the feed chute. For this reason, determining the fill level with the help of a measuring device is of practical importance, with the conveying means (e.g. conveyor belts) for filling the feed chute preferably being controlled via a suitable control or regulation (e.g. speed control/regulation of the conveyor belts). can be coupled to a level signal in the feed chute.

Für die Füllstandsmessung im Aufgabeschacht stehen in der Praxis eine Vielzahl verschiedener Messtechniken zur Verfügung. Sofern mit leicht fließendem Material (mit hoher Fließfähigkeit) gearbeitet wird, werden in der Praxis in der Regel trichterförmige Aufgabeschächte mit sich nach unten verjüngendem Querschnitt verwendet. Bei solchen trichterförmigen Aufgabeschächten werden in der Praxis gravimetrische Messvorrichtungen eingesetzt, bei denen der Schacht auf Wägezellen steht, denn durch die schräg nach unten zulaufenden Schachtwände erfolgt eine vom Füllstand abhängige Krafteinleitung in den Aufgabeschacht und damit auf die Wägezellen, so dass über das Signal der Wägezellen auf die Masse des Materials und daraus (bei bekannter Dichte) auf den Füllstand des Aufgabeschachtes geschlossen werden kann.In practice, a large number of different measuring techniques are available for level measurement in the feed chute. When working with easy-flowing material (with high flowability), funnel-shaped feed chutes with a cross section that tapers downwards are generally used in practice. With such funnel-shaped feed chutes, gravimetric measuring devices are used in practice, in which the chute stands on load cells, because the shaft walls tapering downwards result in a force being introduced into the feed chute and thus onto the load cells, depending on the filling level, so that the mass of the material can be deduced from the signal from the load cells and from this (if the density is known) the filling level of the feed chute can be deduced.

Bei der Verarbeitung von nicht leicht fließendem Material mit geringer Fließfähigkeit kommt der Einsatz von Aufgabeschächten mit sich nach unten verjüngendem Querschnitt jedoch nicht immer in Betracht, so dass dann in der Praxis Aufgabeschächte verwendet werden, die einen über die Höhe konstanten Querschnitt oder bevorzugt einen sich nach unten aufweitenden Querschnitt aufweisen. Bei solchen Konstruktionen wird in der Praxis z. B. mit einer radiometrischen Füllstandsmessung gearbeitet, bei der die Schwächung radioaktiver Strahlung in Form von Absorption und Streuung durch das Füllgut genutzt wird. Voraussetzung dafür ist der Einsatz von radioaktiven Strahlungsquellen, die jedoch selbstverständlich nur unter bestimmten Auflagen betrieben werden dürfen. Insgesamt ist der Umgang mit solchen radiometrischen Messverfahren aufwändig. - Hier setzt die Erfindung ein. Denn die Erfindung betrifft insbesondere die Verarbeitung von Material mit geringer Fließfähigkeit, z. B. erzhaltigem Material, insbesondere fein aufgemahlene Erze, sogenannte Feinerze. Bevorzugt wird ein (feuchtes) Eisenerzkonzentrat für eine anschließende Pelletierung verarbeitet.However, when processing material that is not easy to flow and has low flowability, the use of feed chutes with a cross section that tapers downwards is not always an option, so that in practice feed chutes are used that have a cross section that is constant over the height or preferably one that decreases have bottom widening cross-section. In such constructions z. B. worked with a radiometric level measurement, in which the weakening of radioactive radiation in the form of absorption and scattering is used by the filling. The prerequisite for this is the use of radioactive radiation sources, which, of course, may only be operated under certain conditions. Overall, dealing with such radiometric measurement methods is complex. - This is where the invention comes in. Because the invention relates in particular to the processing of material with low flowability, z. B. ore-bearing material, in particular finely ground ores, so-called fine ores. A (wet) iron ore concentrate is preferably processed for subsequent pelleting.

Aus der ( WO 2013/115747 A1 ) ist im Übrigen eine Vorrichtung mit mehreren Rollenpressen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, die über einen Aufgabeschacht beaufschlagt werden wobei sich der Aufgabeschacht von oben nach unten aufweiten kann. Der Füllstand innerhalb des Aufgabeschachtes kann z. B. mit einem kapazitiv arbeitenden Füllstandsensor überwacht werden, der im Innern des Fallschachtes angeordnet ist. Alternativ wird auch die Möglichkeit erwähnt, einen Gewichtssensor zu verwenden, der ebenfalls innerhalb des Fallschachtes angeordnet ist und von dem Material beaufschlagt wird.From the ( WO 2013/115747 A1 ) Incidentally, a device with several roller presses according to the preamble of claim 1 is known, which are acted upon via a feed chute, wherein the feed chute can widen from top to bottom. The level within the feed chute can, for. B. be monitored with a capacitive level sensor, which is arranged inside the chute. Alternatively, the possibility of using a weight sensor is also mentioned, which is also arranged inside the chute and is acted upon by the material.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Walzenpresse der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die (auch) bei der Verarbeitung von Materialien mit geringer Fließfähigkeit (insbesondere bei feuchten und klebrigen Aufgabestoffen) eine einfache Füllstandsmessung unter Verzicht auf radiometrische Methoden oder andere strahlungsbasierte Methoden ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung eine Walzenpresse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Es ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung als gravimetrische Messvorrichtung für eine gravimetrische Füllstandsmessung ausgebildet ist. Gravimetrische Füllstandsmessung meint im Rahmen der Erfindung eine Füllstandsmessung auf mechanischer Basis unter Verzicht auf radiometrische oder strahlungsbasierte Messungen, bei welcher der Füllstand über die Messung der Masse bzw. der daraus resultierenden Gewichtskraft des Materials bestimmt wird.The invention is therefore based on the object of creating a roller press of the type described above which (also) when processing materials with low flowability (in particular moist and sticky feed materials) enables a simple level measurement without using radiometric methods or other radiation-based methods . To solve this problem, the invention teaches a roller press with the features of claim 1 and a method with the features of claim 7. It is provided that the measuring device is designed as a gravimetric measuring device for a gravimetric level measurement. In the context of the invention, gravimetric fill level measurement means a fill level measurement on a mechanical basis, dispensing with radiometric or radiation-based measurements, in which the fill level is determined by measuring the mass or the resulting weight of the material.

Die Erfindung geht dabei zunächst einmal von der Erkenntnis aus, dass es für bestimmte Anwendungszwecke, insbesondere für die Verarbeitung von Material mit geringer Fließfähigkeit, zwingend erforderlich ist, mit einem Aufgabeschacht zu arbeiten, der sich nicht nach unten verjüngt, sondern einen sich nach unten aufweitenden Querschnitt aufweist. Die Erfindung umfasst dabei auch Ausführungsformen, bei denen der Aufgabeschacht nur abschnittsweise einen konstanten Querschnitt aufweist, so dass insbesondere auch Aufgabeschächte erfasst sind, die sich treppenartig bzw. stufenartig nach unten aufweiten. Überraschend hat die Erfindung nun erkannt, dass auch bei einer solchen Geometrie des Aufgabeschachtes, bei welcher ein Anhaften des Aufgabegutes an den Schachtwänden vermieden und damit ein konstanter Materialfluss erreicht werden soll, mit einer gravimetrischen Füllstandsmessung gearbeitet werden kann.The invention is initially based on the knowledge that for certain applications, in particular for the processing of material with low flowability, it is absolutely necessary to work with a feed chute that does not taper downwards, but one that widens downwards has cross section. The invention also includes embodiments in which the feed chute has a constant cross-section only in sections, so that in particular feed chutes are also included that widen downwards in a stair-like or step-like manner. Surprisingly, the invention has now recognized that a gravimetric filling level measurement can be used even with such a geometry of the feed chute, in which the feed material is to be prevented from adhering to the chute walls and thus a constant material flow is to be achieved.

Das Fließverhalten von Schüttgütern in einem Schacht führt zu Spannungen im Schüttgut und unter Berücksichtigung der Wandreibung und der Schüttguteigenschaften zu Wandspannungen. Durch das Schüttgut wirken in einem Schachtquerschnitt Horizontalspannungen und durch die Abstützung an den Schachtinnenwänden resultieren diese in Gewichtskräften an den Lagerpunkten des Aufgabeschachtes. Das Material erzeugt folglich eine überraschend hohe Kraftübertragung auf die Schachtwand in Form einer relevanten Masse bzw. einer relevanten vertikalen Kraftkomponente, die messbar ist. Diese entspricht je nach Materialeigenschaften und je nach Geometrie in etwa einer Größenordnung von 35 % bis 45 % der Aufgabemasse. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung bietet sich insbesondere bei der Verarbeitung von Material mit geringer Fließfähigkeit an, zumal solches Material eine besonders effektive Kraftübertragung auf die Schachtwände ermöglicht. Interessant ist dabei die Tatsache, dass auf diese Weise eine Füllstandsmessung sowohl statisch (z. B. nach dem Füllen des Aufgabeschachtes) als auch dynamisch (z. B. für kontinuierlich rutschendes Material während des Pressbetriebes) möglich ist.The flow behavior of bulk solids in a manhole leads to stresses in the bulk solid and, taking into account the wall friction and the bulk solid properties, to wall stresses. Due to the bulk material, horizontal stresses act in a chute cross-section and due to the support on the inner walls of the chute, these result in weight forces at the bearing points of the feed chute. The material consequently generates a surprisingly high force transmission to the shaft wall in the form of a relevant mass or a relevant vertical force component that can be measured. Depending on the material properties and geometry, this corresponds to around 35% to 45% of the feed mass. The configuration according to the invention is particularly useful when processing material with low flowability, especially since such material enables a particularly effective transmission of force to the shaft walls. What is interesting is the fact that in this way a fill level measurement is possible both statically (e.g. after filling the feed chute) and dynamically (e.g. for continuously sliding material during the pressing operation).

Bevorzugt kommt im Rahmen der Erfindung ein sich nach unten aufweitender Aufgabeschacht zum Einsatz. Dieser weist ein oder mehrere Schachtwände auf, die (zumindest abschnittsweise) unter einem (negativen) Winkel von z. B. 0,1° bis 10°, vorzugsweise z. B. 0,5° bis 5° gegen die Vertikale orientiert sind. In der Praxis wird folglich mit verhältnismäßig kleinen Neigungswinkeln gearbeitet, die jedoch bei schlecht fließenden Schüttgütern bereits für eine verbesserte Materialzufuhr zur Walzenpresse sorgen und bei denen überraschend dennoch in der oben beschriebenen Weise eine gravimetrische Füllstandsmessung realisierbar ist.A feed chute that widens downwards is preferably used within the scope of the invention. This has one or more shaft walls (at least in sections) at a (negative) angle of z. B. 0.1 ° to 10 °, preferably z. B. 0.5 ° to 5 ° are oriented to the vertical. In practice, therefore, relatively small angles of inclination are used, which, however, already ensure an improved material supply to the roller press in the case of poorly flowing bulk materials and in which, surprisingly, a gravimetric filling level measurement can be implemented in the manner described above.

Die Messvorrichtung weist eine oder vorzugsweise mehrere Wägezellen auf, die den Aufgabeschacht abstützen. Über die Wägezellen wird folglich die durch die Gesamtmasse des Aufgabeschachtes erzeugte Gewichtskraft gemessen, wobei diese in der erfindungsgemäßen Weise von dem Füllstand des Materials im Aufgabeschacht abhängig ist. In bevorzugter Ausgestaltung steht der Aufgabeschacht auf einer oder mehreren Wägezellen, indem z. B. der Aufgabeschacht unter Zwischenschaltung der Wägezellen auf dem Pressengestell angeordnet ist. Dazu kann der Aufgabeschacht einen unteren Rahmen aufweisen oder mit einem unteren Rahmen verbunden sein, wobei dieser untere Rahmen unter Zwischenschaltung der Wägezellen auf dem Pressengestell angeordnet ist. Da der Aufgabeschacht unter Zwischenschaltung der Wägezellen in vertikaler Richtung beweglich auf dem Pressengestell angeordnet sein muss, ist es zweckmäßig, den Aufgabeschacht unter Zwischenschaltung eines in vertikaler Richtung elastischen (rahmenartigen) Kompensators an das Pressengestell anzuschließen. Ein solcher Kompensator kann z. B. einen oberen Flansch zum Anschluss an den Aufgabeschacht oder dessen unteren Rahmen und einen unteren Flansch zum Anschluss an das Pressengestell aufweisen, wobei zwischen dem oberen Flansch und dem unteren Flansch ein elastischer und/oder verschiebbarer Rahmen vorgesehen ist, der z. B. aus elastomeren Material, z. B. aus Gummi, oder aus vertikal gegeneinander und/oder miteinander verschiebbar angeordneten Schachtelementen gefertigt sein kann. Die Wägezellen können dann z. B. zwischen dem oberen Flansch und dem unteren Flansch des Kompensators angeordnet sein.The measuring device has one or preferably several weighing cells that support the feed chute. Consequently, the weight generated by the total mass of the feed chute is measured via the load cells, this being dependent on the filling level of the material in the feed chute in the manner according to the invention. In a preferred embodiment, the task chute is on one or more load cells by z. B. the feed chute is arranged with the interposition of the load cells on the press frame. For this purpose, the feed chute can have a lower frame or can be connected to a lower frame, with this lower frame being arranged on the press frame with the load cells being interposed. Since the feed chute must be arranged on the press frame so that it can move in the vertical direction with the interposition of the load cells, it is expedient to connect the feed chute to the press frame with the interposition of a (frame-like) elastic compensator in the vertical direction. Such a compensator can, for. B. have an upper flange for connection to the feed chute or its lower frame and a lower flange for connection to the press frame, wherein between the upper flange and the lower flange an elastic and / or movable frame is provided, the z. B. made of elastomeric material, z. B. made of rubber, or vertically against each other and / or mutually displaceable shaft elements can be made. The load cells can then z. B. be arranged between the upper flange and the lower flange of the compensator.

Bei den Wägezellen kann auf handelsübliche Wägezellen zurückgegriffen werden, die z. B. als elektromechanische Wägezellen ausgebildet sein können. Dabei ändert sich durch elastische Verformung eines Verformungskörpers der elektrische Widerstand eines oder mehrerer darin integrierten Dehn-Mess-Streifen (DMS). Über z. B. eine Brückenschaltung wird die Widerstandsänderung in einem dem Gewicht proportionalen Spannungssignal darstellbar. Grundsätzlich können aber auch anders konzipierte Wägezellen zum Einsatz kommen.Commercially available load cells can be used for the load cells. B. can be designed as electromechanical load cells. The electrical resistance of one or more strain gauges (DMS) integrated into it changes due to the elastic deformation of a deformation body. about e.g. B. a bridge circuit is the resistance change represented in a voltage signal proportional to the weight. In principle, however, load cells of a different design can also be used.

Bevorzugt erfolgt die bereits beschriebene stehende Verwiegung des Aufgabeschachtes. Alternativ liegt es jedoch ebenso im Rahmen der Erfindung, eine Aufhängung des Behälters mit integrierten Wägezellen zu realisieren.The already described standing weighing of the feed chute preferably takes place. Alternatively, however, it is also within the scope of the invention to implement a suspension of the container with integrated load cells.

Der Aufgabeschacht ist in der Regel aus Metall, z. B. aus Stahl gefertigt und Versuche haben gezeigt, dass für verschiedene Materialien, z. B. für erzhaltiges Material, z. B. Feinerz, eine ausreichende Kraftübertragung auf die Behälterwand für eine zuverlässige gravimetrische Füllstandsmessung erfolgt. Optional liegt es jedoch auch im Rahmen der Erfindung, die Schachtwände innenseitig (bereichsweise oder vorzugsweise vollständig) mit einer Beschichtung (z. B. zum Zwecke des Verschleissschutzes) zu versehen, z. B. mit einer Kunststoffbeschichtung. So können die Schachtwände innenseitig z. B. mit Kunststoffplatten, z. B. aus Polyethylen oder dergleichen ausgekleidet sein. Auch mit solchen Beschichtungen lässt sich die Erfindung realisieren.The feed chute is usually made of metal, z. B. made of steel and experiments have shown that for different materials such. B. for ore-bearing material, z. B. fine ore, a sufficient power transmission takes place on the container wall for a reliable gravimetric level measurement. Optionally, however, it is also within the scope of the invention to provide the shaft walls on the inside (partially or preferably completely) with a coating (e.g. for the purpose of protection against wear), e.g. B. with a plastic coating. So the shaft walls can z. B. with plastic sheets, z. B. made of polyethylene or the like lined. The invention can also be implemented with such coatings.

Gegenstand der Erfindung ist nicht nur die beschrieben Walzenpresse, sondern auch ein Verfahren zur Bestimmung des Füllstandes von Material in einem Schacht, und zwar insbesondere im Zuge des Beschickens einer Walzenpresse der eingangs beschriebenen Art. Das erfindungsgemäße Verfahren wird folglich auch unabhängig von dem konkreten Einsatzgebiet der Walzenpressen unter Schutz gestellt. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Schacht, z. B. Aufgabeschacht, ein oder mehrere vertikale oder geneigt gegen die Vertikale orientierte Schachtwände unter Bildung eines über die Höhe konstanten oder sich von oben nach unten aufweitenden Querschnittes aufweist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstand gravimetrisch mittels von dem Schacht beaufschlagten Wägezellen ermittelt wird, indem mit den Wägezellen eine in die Behälterwände eingeleitete Gewichtskraft bzw. Masse gemessen und daraus der Füllstand ermittelt wird. Bevorzugt wird dieses Verfahren im Zuge des Beschickens einer Walzenpresse der beschrieben Art eingesetzt, so dass der Schacht als Aufgabeschacht einer Walzenpresse ausgebildet ist.The subject matter of the invention is not only the roller press described, but also a method for determining the fill level of material in a shaft, in particular in the course of loading a roller press of the type described above Roller presses placed under protection. This method is characterized in that the shaft, z. B. feed chute, one or more vertical or inclined to the vertical oriented shaft walls to form a constant over the height or from top to bottom widening cross-section. The method is characterized in that the fill level is determined gravimetrically by means of load cells acted upon by the shaft is measured by using the load cells to measure a weight or mass introduced into the container walls and use this to determine the fill level. This method is preferably used in the course of loading a roller press of the type described, so that the chute is designed as the feed chute of a roller press.

Besonders bevorzugt bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf die Verarbeitung von Materialien mit geringer Fließfähigkeit. Geringe Fließfähigkeit meint im Rahmen der Erfindung Materialien mit einer Fließfähigkeit ff_c von weniger als 10, vorzugsweise weniger als 4. Die Fließfähigkeit ff_c ist das Verhältnis aus der Verfestigungsspannung und der Druckfestigkeit. Als Verfestigungsspannung wird die Spannung bezeichnet, die nötig ist eine Schüttgutprobe in einem Hohlzylinder zu verdichten. Werden die Last in vertikaler Richtung und der Hohlzylinder entfernt und die zylindrische Schüttgutprobe einer Druckspannung ausgesetzt, kommt es beim Erreichen der Druckfestigkeit zum Bruch bzw. Fließen der Probe. Materialien mit kleiner Fließfähigkeit haben eine hohe innere Reibung, so dass sie auch Reibungen auf senkrechte oder negativ angestellte Schachtwände übertragen. Dieser Effekt wird in bevorzugter Ausgestaltung im Rahmen der Erfindung ausgenutzt.The method according to the invention particularly preferably relates to the processing of materials with low flowability. In the context of the invention, low flowability means materials with a flowability ff _c of less than 10, preferably less than 4. The flowability ff _c is the ratio of the consolidation stress and the compressive strength. Consolidation stress is the stress required to compress a bulk material sample in a hollow cylinder. If the load in the vertical direction and the hollow cylinder are removed and the cylindrical bulk sample is subjected to compressive stress, the sample will fracture or flow when the compressive strength is reached. Materials with low fluidity have high internal friction, so that they also transmit friction to vertical or negatively inclined shaft walls. In a preferred embodiment, this effect is utilized within the scope of the invention.

Von besonderer Bedeutung ist außerdem die Tatsache, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur eine statische Füllstandsmessung, sondern auch eine dynamische Füllstandsmessung und folglich eine Füllstandsmessung im kontinuierlichen Betrieb der Walzenpresse ermöglicht.Also of particular importance is the fact that the method according to the invention enables not only a static filling level measurement, but also a dynamic filling level measurement and consequently a filling level measurement in the continuous operation of the roller press.

Zu berücksichtigen ist die Tatsache, dass die Übertragung der Gewichtskraft des Materials im Aufgabeschacht auf die Schachtwand von verschiedenen Faktoren abhängt, wobei die Gewichtskraft, welche auch aus der Wandspannung resultiert, vom Füllstand nicht linear abhängt. Davon ausgehend ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Füllstand unter Verwendung einer oder mehrerer Umrechnungsfunktionen bestimmt wird, die für die jeweilige Schachtgeometrie und/oder das jeweilige Material zur Verfügung gestellt werden. Einfluss haben dabei die Materialeigenschaften einschließlich der Fließfähigkeit ff_c und der Materialfeuchte, die Wandneigung/der Schachtwinkel sowie der Reibungskoeffizient zwischen dem Material und der Schachtwand. Insgesamt erfolgt dann bei der Auswertung (z. B. mit einem Rechner) eine entsprechende und gegebenenfalls auch nichtlineare Umrechnung des Messsignals der Wägezellen in einen entsprechenden Füllstand, und zwar auch unter Einbeziehung der oben genannten Material- und Konstruktionsparameter.The fact that the transfer of the weight of the material in the feed chute to the chute wall depends on various factors must be taken into account, with the weight, which also results from the wall tension, not being linearly dependent on the filling level. Proceeding from this, the invention provides that the level below Using one or more conversion functions is determined, which are made available for the respective shaft geometry and / or the respective material. The material properties, including the flowability ff _c and the material moisture, the wall inclination/shaft angle and the coefficient of friction between the material and the shaft wall have an influence. Overall, the evaluation (e.g. with a computer) then involves a corresponding and possibly also non-linear conversion of the measurement signal from the load cells into a corresponding filling level, also taking into account the material and construction parameters mentioned above.

Die Erfindung befasst sich in erster Linie mit der Füllstandsmessung unter Berücksichtigung der beschriebenen Aspekte. Gegenstand der Erfindung ist aber auch ein Verfahren zum Betrieb einer Walzenpresse unter Ausnutzung der beschriebenen Füllstandmessung. Dabei besteht die Möglichkeit, den ermittelten Füllstand bzw. die mit den Wägezellen gemessenen Signale zur Steuerung oder Regelung der Befüllaggregate und/oder Walzenpresse zu verwenden. So erfolgt in der Regel eine Befüllung des Aufgabeschachtes mit einem oder mehreren Befüllaggregaten (z. B. Förderbändern) und erfindungsgemäß können solche Befüllaggregate unter Berücksichtigung der ermittelten Signale bzw. Füllstände gesteuert oder geregelt werden. Gleiches gilt für den Betrieb der Walzenpresse, z. B. die Steuerung oder Regelung der Drehzahl der Walzen oder des Walzenspaltes oder anderer Pressenparameter. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1

schematisch stark vereinfacht eine Walzenpresse in einer Seitenansicht,

Fig. 2

eine Walzenpresse in einer perspektivischen Darstellung.

The invention is primarily concerned with level measurement, taking into account the aspects described. However, the subject of the invention is also a method for operating a roller press using the filling level measurement described. There is the possibility of using the level determined or the signals measured with the load cells to control or regulate the filling units and/or roller press. As a rule, the feed chute is filled with one or more filling units (e.g. conveyor belts) and according to the invention such filling units can be controlled or regulated taking into account the determined signals or fill levels. The same applies to the operation of the roller press, e.g. B. the control or regulation of the speed of the rollers or the nip or other press parameters. In the following, the invention is explained in more detail with reference to drawings showing only one exemplary embodiment. Show it

1

schematically simplified a roller press in a side view,

2

a roller press in a perspective view.

In den Figuren ist eine Walzenpresse in der Ausführungsform als Gutbettwalzenmühle dargestellt. Diese dient im Ausführungsbeispiel der Zerkleinerung von Material, z. B. von erzhaltigem Material. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um Feinerz (z. B. ein Eisenerzkonzentrat), das auch aufgrund seiner Feuchtigkeit eine verhältnismäßig geringe Fließfähigkeit besitzen kann.In the figures, a roller press is shown in the embodiment as a high-pressure roller mill. This is used in the embodiment of the crushing of material such. B. of ore-bearing material. This is particularly preferably fine ore (e.g. an iron ore concentrate), which can also have a relatively low flowability due to its moisture.

Die Walzenpresse weist ein Pressengestell 1 und zwei in dem Pressengestell 1 nebeneinander angeordnete Walzen 2 auf, zwischen denen ein Walzenspalt 3 gebildet ist. Die beiden Walzen 2 sind mit nicht dargestellten Antrieben gegenläufig rotierend angetrieben. Oberhalb des Walzenspaltes 3 ist ein Aufgabeschacht 4 angeordnet, über den das Material dem Walzenspalt 3 zugeführt wird. Der Aufgabeschacht weist im Ausführungsbeispiel zumindest zwei gegenüberliegende Schachtwände 4a auf, die jeweils vertikal unter einem Winkel α gegen die Vertikale geneigt sind, so dass der Aufgabeschacht 4 einen sich von oben nach unten aufweitenden Querschnitt aufweist. Der (negative) Winkel α kann dabei etwa 0,1° bis 10°, vorzugsweise lediglich 0,5° bis 5° betragen, z. B. 0,5 bis 2°.The roller press has a press frame 1 and two rollers 2 which are arranged next to one another in the press frame 1 and between which a roller gap 3 is formed. The two rollers 2 are driven in opposite directions by drives, not shown. Above the nip 3 there is a feed chute 4 via which the material is fed to the nip 3 . In the exemplary embodiment, the feed chute has at least two opposing chute walls 4a, which are each inclined vertically at an angle α to the vertical, so that the feed chute 4 has a cross section that widens from top to bottom. The (negative) angle α can be about 0.1° to 10°, preferably only 0.5° to 5°, e.g. 0.5 to 2°.

Die Walzenpresse ist mit einer Messvorrichtung 5 ausgerüstet, mit welcher der Füllstand des Materials im Aufgabeschacht 4 ermittelt und überwacht werden kann. Erfindungsgemäß ist diese Messvorrichtung 5 als gravimetrische Messvorrichtung ausgebildet, so dass eine gravimetrische Füllstandsmessung erfolgt. Diese gravimetrische Messvorrichtung 5 weist im Ausführungsbeispiel mehrere Wägezellen 6 auf, die von dem Aufgabeschacht 5 beaufschlagt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses derart realisiert, dass der Aufgabeschacht 4 auf dem Wägezellen 6 steht. Dazu weist der Aufgabeschacht im Ausführungsbeispiel einen unteren Rahmen 7 auf, wobei dieser untere Rahmen 7 unter Zwischenschaltung der Wägezellen 6 auf dem Pressengestell 1 angeordnet ist. Im Übrigen kann der Aufgabeschacht 4 unter Zwischenschaltung eines in vertikaler Richtung elastischen oder verschiebbaren Kompensators an das Pressengestell 1 angeschlossen sein. Einzelheiten des Kompensators sind nicht dargestellt.The roller press is equipped with a measuring device 5 with which the fill level of the material in the feed chute 4 can be determined and monitored. According to the invention, this measuring device 5 is designed as a gravimetric measuring device, so that a gravimetric filling level measurement takes place. In the exemplary embodiment, this gravimetric measuring device 5 has a plurality of weighing cells 6 which are acted upon by the feed chute 5 . In the exemplary embodiment shown, this is implemented in such a way that the feed chute 4 stands on the weighing cells 6 . For this purpose, the task chute in the embodiment on a lower frame 7, said lower frame 7 with the interposition of the load cells 6 on the Press frame 1 is arranged. Furthermore, the feed chute 4 can be connected to the press frame 1 with the interposition of a compensator that is elastic or displaceable in the vertical direction. Details of the compensator are not shown.

Mit Hilfe der Wägezellen 6 lässt sich im Rahmen der Erfindung der Füllstand des Materials im Aufgabeschacht 4 nicht nur statisch (z. B. nach dem Befüllen oder dem Entleeren), sondern auch dynamisch und folglich kontinuierlich während des Befüllens und auch (gleichzeitigen) Entleerens im Betrieb der Walzenpresse ermitteln und überwachen. Bislang kam eine solche gravimetrische Füllstandsmessung nur bei trichterförmig nach unten zulaufenden Aufgabeschächten zum Einsatz, bei denen insbesondere aufgrund der Geometrie eine Einleitung der Gewichtskraft des Materials in die Schachtwände erfolgt. Erfindungsgemäß wurde nun überraschend festgestellt, dass eine ausreichende Krafteinleitung auch bei der in den Figuren dargestellten Geometrie des Aufgabeschachtes mit sich nach unten aufweitendem Querschnitt möglich ist, da sich auch in diesem Fall das Aufgabematerial in entscheidendem Maße an der Behälterwand abstützt, was zu einer mit den Wägezellen messbaren Gewichtskraft führt. Selbst kontinuierlich fließendes Schüttgut stützt sich im erheblichen Ausmaße an der Behälterwand ab, um daraus eine Abhängigkeit der gemessenen Gewichtskraft vom Füllstand abzuleiten. Damit lassen sich auch bei der Verarbeitung von feuchten und klebrigen Schüttgütern, die für einen einwandfreien Betrieb einen sich nach unten aufweitenden Fallschacht voraussetzen, in einfacher Weise gravimetrisch die Füllstände ermitteln, so dass auf die aus dem Stand der Technik bekannten strahlungsbasierten Messmethoden verzichtet werden kann.With the help of the load cells 6, the filling level of the material in the feed chute 4 can be determined not only statically (e.g. after filling or emptying), but also dynamically and consequently continuously during filling and also (simultaneous) emptying in the context of the invention Determine and monitor the operation of the roller press. So far, such a gravimetric level measurement has only been used in funnel-shaped feed shafts that taper downwards, in which the weight of the material is introduced into the shaft walls, particularly due to the geometry. According to the invention, it has now surprisingly been found that a sufficient introduction of force is also possible with the geometry of the feed chute shown in the figures with a cross section that widens downwards, since the feed material is also supported to a decisive extent on the container wall in this case, which leads to a Load cells measurable weight. Even continuously flowing bulk material is supported to a considerable extent on the container wall in order to derive a dependency of the measured weight from the filling level. This means that the fill levels can be determined gravimetrically in a simple manner even when processing moist and sticky bulk materials, which require a chute that widens downwards for proper operation, so that the radiation-based measurement methods known from the prior art can be dispensed with.

Claims (12)

1. Roller press for the comminution, compacting or briquetting of material, more particularly of material containing ore,

   with a press stand (1), two rollers (2) arranged next to each other in the press stand (1) that form a roller gap (3), and a feed chute (4) arranged above the roller gap (3) via which the material can be supplied to the roller gap (3),

   wherein the feed chute (4) comprises one or more chute walls (4a) that are orientated in an inclined manner to the vertical, forming a cross-section that widens from the top downwards,

   wherein the feed chute (4) is provided with a measuring device (5) for determining the filling level of the material in the feed chute (4),

   characterised in that the measuring device (5) is designed as a gravimetric measuring device, wherein the measuring device (5) has one or more load cells (6) on which the feed chute (4) acts, wherein with the load cells (6), a gravitational force introduced by the material into the chute walls (4a) through wall friction is measurable and from this the filling level can be determined.
2. Roller press according to claim 1 characterised in that one or more chute walls (4a), e.g. two opposite chute walls, are at least in sections orientated at an angle of 0.1° to 10°, e.g. 0.5° to 5° to the vertical.
3. Roller press according to claim 1 or 2, characterised in that the feed chute (4) stands on the load cells (6) .
4. Roller press according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the feed chute (4) is connected to the press stand (1) with the interposition of a compensator that is elastic and/or displaceable in the vertical direction.
5. Roller press according to any one of claims 1 to 4 characterised in that the feed chute (4) has a lower frame (7), or is connected to a lower frame , and in that the lower frame (7) is arranged on the press stand (1) with the interposition of load cells (6).
6. Roller press according to any one of claims 1 to 5, characterised in that the chute walls (4a), which are made of metal, for instance, are on the inside partially or completely provided with a coating, e.g. a coating made of plastic.
7. Method of determining the filling level of material in a feed chute during the course of supplying a roller press according to any one of claims 1 to 6,

   wherein the feed chute comprises one or more chute walls that are orientated in an inclined manner to the vertical, forming a cross-section that widens from the top downwards,

   characterised in that the filling level is determined gravimetrically by means of the load cells on which the chute acts, in that with the load cells, a gravitational force introduced by the material into the chute walls through wall friction is measurable and from this the filling level is determined.
8. Method according to claim 7, characterised in that the filling level is determined from the measured signal using one or more conversion functions that are made available for the respective shaft geometry and/or the respective material.
9. Method according to claim 8, characterised in that the filling level is dynamically determined during continuous operation of the roller press.
10. Method according to any one of claims 7 to 9 characterised in that filling of material with a flowability ff_c of less than 10, preferably less than 4, is determined, wherein preferably the material is a material containing ore, e.g. fine ore.
11. Method according to any one of claims 7 to 10, characterised in that the material, e.g. material containing ore or iron ore, with a moisture content of more than 5%, e.g. 6% to 12% (in relation to weight) is used.
12. Method according to any one of claims 7 to 11, characterised in that the supply of the material into the feed chute and/or the operation of the roller press is/are controlled or regulated as a function of the measuring signals determined with the load cells or as a function of the determined filling level.

Images