Kreislaufmahlanlage

Abstract

 Um eine Kreislaufmahlanlage zur Mahlung von sprödem Mahlgut, insbesondere zur Mahlung von Zementklinker zu Fertigzement zu schaffen, mit Einsatz der energiesparenden Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse, deren Verfügbarkeit möglichst nicht beeinträchtigt sein soll, und mit Einsatz einer Kugelmühle, um den von den Zementwerksbetreibern nach wie vor gewünschten Kugelmühlen-Zement herstellen zu können, wird erfindungsgemäß eine Kreislaufmahlanlage bzw. Umlaufmahlanlage vorgeschlagen, bei der die Kugelmühle (11) die Vormühle und die Hochdruck-Walzenpresse (10) die Nachmühle ist, d. h. der Zulauf (15) des frischen Aufgabegutes steht mit dem Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) in Verbindung, deren Austrag (17) zum Sichter (12) führt, dessen Grobgutaustrag (13) in die Hochdruck-Walzenpresse (10) gelangt, deren Preßschülpenmaterial (19) zusammen mit dem frischen Aufgabegut (15) zum Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) geführt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kreislaufmahlanlage (Umlaufmahlanlage) zur Mahlung von sprödem Mahlgut, insbesondere zur Mahlung von Zementklinker zu Zement, mit einer Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse, mit einer Kugelmühle und mit einem Sichter mit Abzug des Fertigprodukts aus dem Kreislauf und mit Rezirkulierung des Sichtergrobgutes im Kreislauf.

[0002] Man hat in letzter Zeit erhebliche Anstrengungen unternommen, die Energieausnutzung in den Zerkleinerungsmaschinen, die insbesondere in den Drehrohrmühlen bzw. Kugelmühlen sehr gering ist, zu steigern, bei denen die Prallenergie der Mahlkörperkugeln ganz überwiegend statt in Zerkleinerungsarbeit in Wärme umgesetzt wird. So ist eine zweistufige Einrichtung zur Zerkleinerung bzw. Mahlung spröden Mahlgutes wie z. B. Zementklinker bekannt (Broschüre 2-300 "Rollenpressen" der KHD Humboldt Wedag AG, Oktober 1992, Seite 5 "Vor- und Hybridmahlung"), bei der das frische Mahlgut (z. B. Zementklinker) zunächst in einer ersten Stufe im Spalt einer Walzenpresse unter hohem Druck gepreßt wird, was teils zur Partikelzerstörung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Partikelinneren führt und sich sichtbar in der Bildung von Agglomeraten bzw. Preßschülpen äußert, die dann in einer zweiten Stufe in einer Kugelmühle mit vergleichsweise geringem Energieaufwand zerstört und auf Fertiggutfeinheit gemahlen werden können. Die mit einer hohen Preßkraft betriebene Walzenpresse erzeugt bei der Materialpressung die Materialschülpen, deren Mahlbarkeit verglichen mit ungepreßtem Material erheblich verbessert ist, so daß die bekannte zweistufige Zerkleinerung insgesamt zu einer deutlichen Verminderung des spezifischen Energiebedarfs (z. B. kWh/t) führt.

[0003] In der Walzenpresse werden die einzelnen Materialpartikel in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen zwei Flächen zusammengedrückten Materialschüttung gegenseitig zerquetscht, so daß man bei der ersten Stufe von der sogenannten Gutbettzerkleinerung spricht, die im Spalt der Hochdruck-Walzenpresse realisiert wird. In der der Walzenpresse nachgeschalteten Kugelmühle wird dann das Pressenaustragsgut desagglomeriert und auf Fertiggutfeinheit gemahlen. Die Feinheit des Fertiggutes, z. B. Fertigzementes, der als Feingut aus dem der Kugelmühle nachgeschalteten Sichter abgezogen wird, wird von der zweiten Stufe der Zerkleinerung, d. h. von der Kugelmühle bestimmt, welche die gewünschte Endfeinheit des Fertiggutes und damit Produktqualität erreichen muß.

[0004] Aus der o.g. Broschüre Seite 5 ist auch die "Fertigmahlung und Teilfertigmahlung" mit Hintereinanderschaltung zweier Mahlkreisläufe bekannt. Dabei wird im ersten Mahlkreislauf mit Rollenpresse und erstem Sichter das Grobgut dieses Sichters zur Rollenpresse rezirkuliert, und das Feingut dieses Sichters wird als Frischgut einem zweiten Mahlkreislauf zugeführt, der eine Kugelmühle sowie einen zweiten Sichter umfaßt. Im zweiten Mahlkreislauf wird das Grobgut des zweiten Sichters zur Kugelmühle rezirkuliert, während das Feingut aus dem Sichter als Fertiggut, also fertig feiner Zement, abgezogen wird.

[0005] Bei dieser bekannten sogenannten Teilfertigmahlung wird das aus dem ersten Mahlkreislauf abgezogene teilfertige Produkt der Kugelmühle des zweiten Mahlkreislaufes zugeführt, um während des zweiten Mahlvorganges die gewünschte Produktfeinheit und Qualität zu erreichen. Es ist bekannt, daß der sogenannte Walzenpressen- bzw. Rollenpressen-Zement, der als Sichterfeingut aus dem ersten nur eine Walzenpresse und einen Sichter umfassenden Mahlkreislauf kommt, eine steilere Kornverteilung hat als Kugelmühlen-Zement, d. h. der Walzenpressen- bzw. Rollenpressen-Zement enthält einen deutlich geringeren Grobkornanteil sowie einen geringeren Feinkornanteil als der Kugelmühlen-Zement, und der Walzenpressen- bzw. Rollenpressen-Zement weist eine kantigere bzw. plattigere Kornform auf. Diese Unterschiede zwischen Rollenpressen-Zement und Kugelmühlen-Zement haben auch einen höheren Wasseranspruch des Walzenpressen- bzw. Rollenpressen-Zements zur Folge. Diese Erkenntnisse haben zur Einführung der Teilfertigmahlung geführt.

[0006] Es ist bekannt, daß durch eine Nachmahlung von Walzenpressen-Zementen in Kugelmühlen der Wasseranspruch vermindert werden kann. Auch aus diesem Grunde hat man sich bei den bisher bekannten Kreislaufmahlanlagen mit Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse und mit Kugelmühle der Walzenpresse als Vormühle und der Kugelmühle als Nachmühle bedient, d. h. materialflußseitig gesehen war die Hochdruck-Walzenpresse der Kugelmühle bisher immer vorgeschaltet. Trifft das frische zu mahlende Aufgabegut aber zunächst auf die Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse, so müssen folgende Bedingungen erfüllt sein: Das frische Aufgabegut muß eine möglichst homogene Kornverteilung haben, die Aufgabegutmenge soll möglichst gleichmäßig ohne größere Schwankungen sein, die Temperatur des Aufgabematerials darf nicht zu hoch sein, und das Aufgabematerial soll keine übergroßen Stücke und auch nicht Fremdmaterial wie z. B. Eisen enthalten. Werden diese Bedingungen nicht eingehalten, verschlechtert sich das Betriebsverhalten der Hochdruck-Walzenpresse, was sich äußert durch schlechtes Guteinzugsverhalten, ungleichmäßiger Guteinzug bei wechselnder Aufgabegutkörnung, Klopfen und Schwingen der Walzen und deren Lager, Beschädigung der Walzenoberflächen durch lokale Spitzenpressungen sowie durch besonders scharfkantiges Preßschülpenmaterial, was einen erhöhten Aufwand an Verschleißschutz, schwere Maschinenausführung, Einschaltung von Desagglomeratoren etc. erforderlich macht.

[0007] Andererseits ist aus der o.g. Broschüre Nr. 2-300 der KHD Humboldt Wedag AG auf Seite 5 auch die sogenannte "Fertigmahlung mit Trocknung" bekannt. Hier geht es um eine Kreislaufmahlanlage mit Prallhammermühle, Sichter und Hochdruck-Walzenpresse, wobei die Prallhammermühle und der Sichter von Heißgas durchströmt sind und das feuchte Frischgut direkt der Prallhammermühle aufgegeben wird. Diese bekannte Mahltrocknungsanlage ist aber nur in der Lage, aus feuchten Rohmaterialien Zementrohmehl herzustellen. Keinesfalls ist diese bekannte Mahlanlage in der Lage, aus Zementklinker Fertigzement zu ermahlen, der eine wesentlich höhere Feinheit sowie auch eine andere Kornverteilung aufweisen muß als Zementrohmehl.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreislaufmahlanlage zur Mahlung von sprödem Mahlgut, insbesondere zur Mahlung von Zementklinker zu Zement zu schaffen, mit Einsatz der energiesparenden Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse, deren Verfügbarkeit wegen der o.g. Gründe nicht beeinträchtigt ist, und in jedem Fall mit Einsatz einer Kugelmühle, schon um den von den Zementwerksbetreibern nach wie vor gewünschten Kugelmühlen-Zement niedrigen Wasseranspruches herstellen zu können.

[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst.

[0010] Während bei den bisher bekannten Kreislaufmahlanlagen mit Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse und mit Kugelmühle die Walzenpresse immer die Vormühle und die Kugelmühle die Nachmühle gewesen ist, ist bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlanlage umgekehrt die Kugelmühle die Vormühle und die Hochdruck-Walzenpresse die Nachmühle, d. h. der Zulauf des frischen Aufgabegutes steht mit dem Guteinlauf nicht der Walzenpresse, sondern der Kugelmühle in Verbindung, deren Austrag zum Sichter führt, dessen Grobgutaustrag in die Hochdruck-Walzenpresse gelangt, deren Preßschülpenmaterial zusammen mit dem frischen Aufgabegut zum Guteinlauf der Kugelmühle geführt ist. Bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlanlage wird auf den Einsatz einer mit Mahlkörpern gefüllten Kugelmühle absichtlich nicht verzichtet, weil diese notwendig ist, um die Qualität eines Kugelmühlen-Zements zu erreichen, besonders wenn das Kugelmühlen-Aufgabegut Preßschülpen enthält, die aus plattigen scharfkantigen Partikeln zusammengesetzt sind. Weil die Kugelmühle nur als Vormühle eingesetzt wird, kann sie so klein wie möglich gehalten werden, so daß der Nachteil der geringen Energieausnutzung in Kugelmühlen nicht wesentlich zum Tragen kommt. Mahlgut, das in der Kugelmühle nicht ausreichend gemahlen worden ist, wird dann im nachgeschalteten Sichter als Grobgut (Sichtergrieße) abgetrennt und in der im Kreislauf als Nachmühle nachgeschalteten Hochdruck-Walzenpresse der energiesparenden Gutbettzerkleinerung unterworfen, deren Preßschülpen zum Guteinlauf der Kugelmühle rezirkuliert werden, wo das frische Aufgabegut vorzerkleinert und die rezirkulierten Preßschülpen desagglomeriert und gemahlen werden. Ist das Aufgabegut Zementklinker, wird aus dem Sichter als Feingut in jedem Fall der gewünschte Kugelmühlen-Zement abgezogen.

[0011] Wird wie bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlschaltung die möglichst klein gebaute Kugelmühle als Vormühle genutzt, so werden damit im wesentlichen die Vorteile erreicht, Überkorn und Fremdmaterialien wie z. B. Eisenteile im frischen Aufgabegut wirkungsvoll schon in der Kugelmühle zurückzuhalten, die Kugelmühle (im Gegensatz zur Hochdruck-Walzenpresse) auch mit heißem Aufgabegut beaufschlagen zu können, die Kugelmühle als Desagglomerator für die Preßschülpen der Walzenpresse zu nutzen, die Beaufschlagung des Sichters mit scharfkantigem Schülpenmaterial zu vermeiden und die Hochdruck-Walzenpresse mit gleichmäßiger Gutaufgabe homogener Körnung beaufschlagen zu können.

[0012] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann ein Teilstrom des Preßschülpenmateriales direkt zur Gutaufgabe der Hochdruck-Walzenpresse rezirkuliert werden, um ggf. das Einzugsverhalten der Walzenpresse noch zu verbessern.

[0013] Handelt es sich beim frischen Aufgabegut zur Kugelmühle nicht um Zementklinker, sondern um beispielsweise feuchtes Zementrohmaterial, so können zwecks Durchführung einer Mahltrocknung die Kugelmühle und ggf. auch noch der nachgeschaltete Sichter von einem Heißgas durchströmt sein, das die Feuchte des Mahlgutes aufnimmt.

[0014] Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

[0015] Die Zeichnung zeigt schematisch die Schaltung einer Kreislaufmahlanlage, umfassend eine Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10), eine Drehrohrmühle bzw. Kugelmühle (11) sowie einen Sichter (12), dessen Grieße bzw. Grobgut (13) im Mahlkreislauf rezirkuliert werden, während das Sichterfeingut (14) als Fertigprodukt aus dem Mahlkreislauf abgezogen wird. Die erfindungsgemäße Kreislaufmahlanlage kann zur Mahlung von allen möglichen spröden Materialien verwendet werden, und sie kann insbesondere zur Mahlung von Zementklinker zu fertig feinem Zement eingesetzt werden. Charakteristisch für die erfindungsgemäße Kreislaufmahlanlage ist, daß die Kugelmühle (11) die Vormühle und die Hochdruck-Walzenpresse (10) die Nachmühle ist, d. h. der Zulauf (15) des frischen Aufgabegutes, z. B. Zementklinkers, steht mit dem Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) in Verbindung, deren Austrag (17) über ein Förderorgan wie z. B. Becherwerk (18) zum Sichter (12) führt, dessen Grobgutaustrag (13) in den Aufgabeschacht der Hochdruck-Walzenpresse (10) gelangt, deren Preßschülpenmaterial (19) zusammen mit dem frischen Aufgabegut (15) in den Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) eingeführt wird. Der aus dem Sichter (12) zusammen mit dem Sichtluftstrom abgezogene fertig feine Zement (14) ist ein von den Zementwerksbetreibern nach wie vor gewünschter Kugelmühlen-Zement, der sich im Vergleich zum sogenannten Walzenpressen- bzw. Rollenpressen-Zement durch eine flachere Kornverteilungskurve, durch eine abgerundete Kornform sowie durch einen niedrigeren Wasseranspruch auszeichnet. Die Dimensionierung der Kugelmühle (11) wird so klein wie möglich gehalten, und ein Großteil der Mahlarbeit des gesamten Mahlprozesses wird in der energiesparenden Hochdruck-Walzenpresse (10) geleistet, deren Gutaufgabeschacht mit den Sichtergrießen (13) gefüllt wird, welche im Walzenspalt der Walzenpresse (10) die energiesparende Gutbettzerkleinerung erfahren. Bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlanlage hat also die Kugelmühle (11) als Vormühle nur einen Bruchteil der gesamten Mahlarbeit zu leisten.

[0016] Würde man statt dessen die gesamte Mahlarbeit in nur einer einzigen Kugelmühle (ohne weitere Mühle) leisten, so läge deren spezifischer Energiebedarf in kWh/t um mehr als 30 % höher als die Summe, die sich aus der Addition der spezifischen Energieverbräuche der Mühlen (11 und 10) bei der erfindungsgemäßen Kreislaufmahlanlage ergibt.

[0017] Wie in der Zeichnung mit gestrichelter Linie angedeutet, kann ein Teilstrom (20) des Preßschülpenmateriales zur Gutaufgabe der Hochdruck-Walzenpresse (10) rezirkuliert werden, wodurch dieses Gut mehrmals die energiesparende Gutbettzerkleinerung erfährt.

[0018] Die erfindungsgemäße Kreislaufmahlanlage kann auch zur Mahltrocknung herangezogen werden, z. B. zur Mahlung und Trocknung von feuchtem Zementrohmaterial. In diesem Falle kann dann die Kugelmühle (11) sowie ggf. auch der Sichter (12) sowie auch noch ggf. das Förderorgan (18) von einem Heißgasstrom durchströmt sein.

Ansprüche

1. Kreislaufmahlanlage zur Mahlung von sprödem Mahlgut, insbesondere zur Mahlung von Zementklinker zu Zement, mit einer Gutbettzerkleinerungs-Hochdruck-Walzenpresse (10), mit einer Kugelmühle (11) und mit einem Sichter (12) mit Abzug des Fertigprodukts (14) aus dem Kreislauf und mit Rezirkulierung des Sichtergrobgutes (13) im Kreislauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelmühle (11) die Vormühle und die Hochdruck-Walzenpresse (10) die Nachmühle ist, d. h. der Zulauf (15) des frischen Aufgabegutes steht mit dem Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) in Verbindung, deren Austrag (17) zum Sichter (12) führt, dessen Grobgutaustrag (13) in die Hochdruck-Walzenpresse (10) gelangt, deren Preßschülpenmaterial (19) zusammen mit dem frischen Aufgabegut (15) zum Guteinlauf (16) der Kugelmühle (11) geführt ist.

2. Kreislaufmahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom (20) des Preßschülpenmateriales zur Gutaufgabe der Hochdruck-Walzenpresse (10) rezirkuliert ist.

Zeichnung