Walzenpresse insbesondere zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes

Abstract

 Um insbesondere zum Zwecke der Durchführung der Gutbettzerkleinerung im Walzenspalt einer Hoch­druck-Walzenpresse dafür zu sorgen, daß das Guteinzugsvermögen der Walzen verbessert wird, besonders wenn in den Walzenspalt auch Feingut wie Sichtergrieße hoher Lockerporosität einge­zogen werden müssen, und um damit unter anderem auch die Massendurchsatzleistung der Walzen­presse zu steigern und weitere Vorteile zu erzielen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Bereich oberhalb wenigstens einer der beiden Pressenwalzen (10 bzw. 11) wenigstens eine Vor­verdichterwalze (15 bzw. 21) zur Vorverdichtung des Aufgabegutes vor dessen Einzug in den Preß­walzenspalt anzuordnen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Walzenpresse mit zwei drehbar gelagerten, gegenläufig rotierbaren und durch einen Preßwalzenspalt voneinander ge­trennten Walzen, insbesondere zur Druckzerklei­nerung königen Gutes.

[0002] Es ist ein Verfahren zur Zerkleinerung bzw. Mah­lung spröden Mahlgutes bekannt (EP-PS 0 084 383), bei dem das Mahlgut, z. B. nicht vorzerkleinerter Zementklinker, im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenpresse unter hohem Druck gepreßt wird, was teils zur Partikelzerstörung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Partikelin­ neren 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 das bekannte Verfahren insgesamt durch einen nie­drigen spezifischen Energiebedarf gekennzeich­net ist.

[0003] Beim Betrieb der Hochdruck-Walzenpresse zum Verdichten bzw. zur Druckbehandlung 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 durch Reibung in den Bereich des engsten Walzenspaltes 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. Das Guteinzugsvermögen der Wal­zen würde ansich verbessert werden, wenn das Aufgabegut in einer solchen Menge aufgegeben wird, daß sich über dem Walzenspalt im Aufgabe­schacht eine hohe Aufgabegutschüttung bildet.

[0004] Ist jedoch das Aufgabegut zur Hochdruck-Walzen­presse zumindest zum Teil schon sehr feinkör­nig, indem zum frischen Aufgabegut z. B. große Mengen der Grieße eines der Walzenpresse gege­benenfalls über eine Feinmühle nachgeschalteten Sichters rezirkuliert werden, so können das Guteinzugsvermögen der Walzen verschlechtert und die Durchsatzleistung der Walzenpresse ver­mindert werden. Insbesondere bei hohen Füll­ständen und niedrigen Schüttgewichten des dem Aufgabeschacht der Walzenpresse zugeführten Aufgabegutes, verstärkt hervorgerufen durch große Mengen bereits relativ feiner rezirku­lierter Grieße zum Gutaufgabeschacht der Wal­zenpresse, kann außerdem das Problem entstehen, daß die durch die Hochdruckpressung aus der Aufgabegutschüttung gepreßte Luft nicht mehr entweichen kann, was die Materialpressung und die mit der Gutbettzerkleinerung ansich erziel­bare Energieersparnis beeinträchtigt und zu einem ungleichmäßigen Betrieb der Walzenpresse führt. Das Guteinzugsproblem sowie Entlüftungs­problem im Walzenspalt der Walzenpresse wird noch dadurch verstärkt, daß die Schüttdichte der rezirkulierten Grieße in der Regel erheb­lich niedriger liegt als die Schüttdichte des frischen Aufgabegutes bzw. daß die Porosität der Sichtergrieße größer ist als diejenige des frischen Aufgabegutes.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzenpresse zu schaffen, bei der die oben ge­schilderten energieverzehrenden, durchsatzmin­dernden und betriebsstörenden Materialpreß­schwierigkeiten im Walzenspalt deutlich redu­ziert sind.

[0006] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Bei der Gutbettzerkleinerung im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenpresse hat die Porosität des locker in den Gutaufgabeschacht eingeschüt­teten körnigen Gutes einen entscheidenden Ein­fluß auf das Guteinzugsvermögen der Walzen, auf den Massendurchsatz sowie auf das Betriebsver­halten der Walzenpresser (ruhiger oder schwin­gender Betrieb). Das Luftvolumen bzw. die Lockerporosität des Aufgabegutes sollte mög­lichst klein sowie örtlich und zeitlich kon­stant sein. Erfindunsgemäß wird dies erreicht durch die Anordnung wenigstens einer zusätzli­chen Walze (Vorverdichterwalze), die oberhalb wenigstens einer der beiden Pressenwalzen gegen diese mit einer Preßkraft gepreßt wird, die niedriger liegt als diejenige Preßkraft, mit der die beiden Preßwalzen gegeneinander auf das in deren Walzenspalt eingezogene Gut gepreßt werden. Durch die Vorverdichterwalze wird das Aufgabegut vor dessen Einzug in den Preßwalzen­spalt vorverdichtet, d. h. die Porosität des Aufgabegutes wird vor dessen Einzug in den Preßwalzenspalt verringert, z. B. von einer Porosität 60 bis 70 % auf eine Porosität von z. B. 30 bis 40 %, die dann im Preßwalzenspalt selbst unter Anwendung der Hochdruckpressung auf z. B. 20 bis 25 % reduziert werden kann.

[0008] Durch die erfindungsgemäße Anwendung wenigstens einer Vorverdichterwalze wird das Guteinzugs­vermögen der beiden Pressenwalzen selbst ent­scheidend verbessert; der im Preßwalzenspalt auftretende angewandte Maximaldruck, mit dem das Gut bei der Gutbettzerkleinerung gepreßt wird, wird schneller und sicherer erreicht; infolge des Einzuges bereits vorverdichteten Gutmaterials in den Preßwalzenspalt läuft die Walzenpresse ruhiger mit weniger Schwingungen; höhere Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Pressenwalzen sind möglich; insgesamt sind höhere Durchsatzleistungen der Walzenpresse erzielbar; der Zerkleinerungserfolg ist gestei­gert; letztendlich ist der spezifische Energie­bedarf der erfindungsgemäßen Walzenpresse redu­ziert.

[0009] Alle diese Vorteile werden ohne großen maschi­nellen Aufwand erreicht. So ist es nicht einmal unbedingt erforderlich, daß die Vorverdichter­ walze/-walzen mit einem eigenen Drehantrieb versehen ist/sind. Denn die angedrückte Vorver­dichterwalze kann auch ohne weiteres von der zugehörigen Pressenwalze durch Reibung über das vorverdichtete Gut selbst angetrieben werden.

[0010] Um insbesondere das in den Gutaufgabeschacht der Walzenpresse eingeschüttete Feingut, z. B. rezirkulierte Sichtergrieße, vor Einzug in den Preßwalzenspalt vorverdichten zu können, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vor­geschlagen, daß im Gutaufgabeschacht Grobgut und Feingut durch eine Zwischenwand voneinander getrennt sind und daß durch die Vorverdichter­walze speziell das Feingut hoher Porosität vor­verdichtet wird, wonach das vorverdichtete Feingut zusammen mit dem Grobgut im Bereich des engsten Walzenspaltes der beiden Preßwalzen der Hochdruckpressung unterworfen wird.

[0011] Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand der in den Figuren sche­matisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

[0012] Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfin­dungsgemäßen Walzenpresse mit einer Vor­verdichterwalze;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Walzen­presse mit Vorverdichterwalze und mit voneinander getrennter Zuführung von Grobgut und Feingut im Gutaufgabeschacht, und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Walzen­presse mit zwei Vorverdichterwalzen.

[0013] Nach Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Walzen­presse zwei drehbar gelagerte, gegenläufig rotierbare und durch einen Preßwalzenspalt von­einander getrennte Walzen (10, 11) auf. Der Wal­zenpresse wird zu zerkleinerndes bzw. zu mahlen­des Aufgabegut (12), nämlich z. B. nicht vorzer­kleinerter Zementklinker mit einer Korngröße bis beispielsweise 100 mm, zusammen mit Feingut, bestehend z. B. aus rezirkulierten Grießen eines nachgeschalteten Sichters, über einen Gutaufga­beschacht (13) aufgegeben. Die Korngröße eines wesentlichen Teils des Aufgabegutes (12) kann größer sein als die Weite des engsten Walzen­spaltes von z. B. 20 mm zwischen den beiden Pressenwalzen (10, 11), die einen Durchmesser von beispielsweise 900 mm haben können. Die auf das Gut drückende Preßkraft (10a, 10b) der Wal­zen der Walzenpresse beträgt mehr als 2 MN/m Walzenlänge, beispielsweise 6 bis 9 MN/m. Das Aufgabegut (12) wird im Spalt zwischen den Wal­zen (10, 11) durch eine kombinierte Einzelkorn­zerkleinerung und Gutbettzerkleinerung zerklei­nert. Zur Durchführung des letztgenannten Zer­kleinerungsprinzips wird das Aufgabegut in so großer Menge dem Walzenspalt der Presse zuge­führt, daß das zu zerkleinernde und durch Rei­bung in den Walzenspalt eingezogene Gut die Walzen (10, 11) auseinanderdrückt und die Teil­chen des Aufgabegutes sich im Walzenspalt in einer Schüttung bzw. in einem Gutbett gegensei­tig zerquetschen. Das Gut tritt aus dem Walzen­spalt zerkleinert und teilweise agglomeriert, d. h. zu Schülpen (14) verpreßt aus, deren An­teil an bis zur gewünschten Endfeinheit redu­zierten Partikeln (z. B. etwa 25 % kleiner 90 µm) bereits relativ hoch sein kann. Die Schül­pen (14) werden dann desagglomeriert und in einem nicht dargestellten Sichter gesichtet, dessen Grobkornfraktion (Grieße) zum Gutaufga­beschacht (13) der Walzenpresse rezirkuliert wird.

[0014] Das Luftvolumen bzw. die Lockerporosität des locker in den Gutaufgabeschacht (13) einge­schütteten körnigen Gutes (12) beträgt z. B. 60 bis 70 %. Um diese Porosität des Aufgabegutes vor dessen Einzug in den Preßwalzenspalt der Walzenpresse möglichst klein sowie örtlich und zeitlich konstant zu machen, ist nach dem Aus­führungsbeispiel der Fig. 1 erfindungsgemäß oberhalb der Pressenwalze (11) am unteren Ende des Gutaufgabeschachtes (13) eine zusätzliche Walze bzw. Vorverdichterwalze (15) angeordnet, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmes­ ser der Pressenwalzen (10, 11). Die Vorverdich­terwalze (15) wird gegen die Pressenwalze (11) mit einer Preßkraft (15a) gedrückt, die niedri­ger liegt als die Preßkraft (10a) bzw. (10b), mit der das in den Walzenspalt der Pressenwal­zen (10, 11) durch Reibung eingezogene Gut ge­preßt wird. Das durch die Vorverdichterwalze (15) vorverdichtete Gut (16) weist eine Porosi­tät von z. B. nur noch 30 bis 40 % auf, während die Porosität in der durch Hochdruckpressung erzeugten Schülpe (14) dann auf z. B. etwa 22 % reduziert ist.

[0015] Infolge der Vorverdichtung des Aufgabegutes (12) mittels der Vorverdichterwalze (15) wird das Guteinzugsvermögen im Spalt zwischen den Walzen (10, 11) erheblich verbessert, der bei der Gutbettzerkleinerung im Bereich des engsten Walzenspaltes auftretende Maximaldruck wird schneller und sicherer erreicht, die Umfangsge­schwindigkeit der Walzen (10, 11) ist steiger­bar, die Massendurchsatzleistung der erfin­dungsgemäßen Walzenpresse ist ebenfalls gestei­gert, ebenso das Zerkleinerungsergebnis, weil energieverzehrende Luftpolster im Preßgut bei der Durchführung der Gutbettzerkleinerung wei­testgehend vermieden sind. Der mit der Gutbett­zerkleinerung verbundene vorteilhafte niedrige spezifische Energiebedarf (kWh/t) kann mit der erfindungsgemäßen Walzenpresse voll ausgenutzt werden.

[0016] Zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird noch bemerkt, daß sich der Gutaufgabeschacht (13) und die Vorverdichterwalze (15) auch noch (z. B. spiegelbildlich) oberhalb der Pressen­walze (10) anordnen ließen. Drehzahl, Anpreß­druck und Einzugsverhalten (Reibwert) der Vor­verdichterwalze(n) lassen sich an das entspre­chende Aufgabegut optimal anpassen.

[0017] Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind im Gutaufgabeschacht (13) Grobgut (17), z. B. zu zerkleinernder frischer Zementklinker, und Feingut (18), z. B. rezirkulierte Sichter­grieße, Hüttensand oder dergleichen, durch eine Zwischenwand (19) voneinancer getrennt. Durch die gegen die Pressenwalze (11) gedrückte Vor­verdichterwalze (15) wird speziell das Feingut (18) hoher Porosität vorverdichtet und die Porosität des vorverdichteten Materials (16) kann der Porosität des Grobgutes (17) ange­nähert werden, so daß in den Walzenspalt zwi­schen den Pressenwalzen (10, 11) durch Reibung ein Aufgabegut mit immer gleichmäßiger und reduzierter Porosität eingezogen wird, wodurch der möglichst stoß- bzw. schwingungsfreie Be­trieb der erfindungsgemäßen Walzenpresse be­günstigt ist. Schräg oberhalb der Vorverdich­terwalze (15) kann als deren Verschleißschutz mit Vorteil ein Verschleißschutzblech (20) an­geordnet sein.

[0018] Als Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 bei der erfindungsgemäßen Walzenpresse zwei Vorverdichterwalzen (15) und (21) nebeneinan­derliegend und sich gegenläufig frei drehend angeordnet, von denen die Vorverdichterwalze (15) gegen die Pressenwalze (11) und die Vor­verdichterwalze (21) gegen die Pressenwalze (10) gedrückt werden. Die Vorverdichterwalzen (15) verdichtet das Feingut (18) und die Vor­verdichterwalze (21) verdichtet das Grobgut (17). Beide Vorverdichterwalze (15) und (21) sind durch im Gutaufgabeschacht (13) angeordne­te Verschleißschutzbleche (22, 23) gegen Ver­schleiß geschützt.

[0019] Die Erfindung ist nicht nur auf Walzenpressen zur Druckzerkleinerung, insbesondere Gutbett­zerkleinerung körnigen Gutes beschränkt, son­dern anwendbar auch für Walzenpressen, deren Zielrichtung in der Herstellung von Agglomera­ten besteht, z. B. für Brikettwalzenpressen oder auch Glattwalzenpressen zur Herstellung von Agglomeraten.

Ansprüche

1. Walzenpresse mit zwei drehbar gelagerten, gegenläufig rotierbaren und durch einen Preßwalzenspalt voneinander getrennten Wal­zen insbesondere zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich oberhalb wenigstens einer der beiden Pressenwalzen (10 bzw. 11) wenig­stens eine Vorverdichterwalze (15 bzw. 21) zur Vorverdichtung des Aufgabegutes vor dessen Einzug in den Preßwalzenspalt ange­ordnet ist.

2. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pressenwalze (10 bzw. 11) je eine eigene Vorverdichterwalze zugeordnet ist und daß beide Vorverdichter­walzen (15 bzw. 21) zueinander benachbart gegenläufig rotierbar oberhalb des Preßwal­zenspaltes angeordnet sind.

3. Walzenpresse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Vorverdichterwalze (15 bzw. 21) im bzw. am unteren Ende des Gutaufgabeschach­tes (13) angeordnet ist.

4. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Vorverdichterwalze (15 bzw. 21) einen kleineren Durchmesser aufweist als die Pressenwalzen (10, 11).

5. Walzenpresse nach Anspruch 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß im Gutaufgabeschacht (13) Grobgut (17) und Feingut (18) durch eine Zwischenwand (19) voneinander getrennt sind und daß durch die Vorverdichterwalze/-wal­zen insbesondere das Feingut vorverdichtet wird.

6. Walzenpresse nach einem der Ansprüch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Vorverdichterwalze/-walzen ein Verschleiß­schutz (20 bzw. 22, 23) angeordnet ist.

7. Walzenpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverdichterwal­ze/-walzen (15 bzw. 21) mit einer niedrige­ren Preßkraft gegen die zugehörige Pressen­walze gepreßt ist/sind, als diejenige Preß­kraft, mit der die beiden Pressenwalzen gegeneinander auf das in deren Walzenspalt eingezogene Gut gepreßt sind.

8. Walzenpresse nach Anspruch 1 oder 7, da­durch gekennzeichnet, daß die Vorverdich­terwalze/-walzen (15 bzw. 21) mit einem eigenen Drehantrieb in Veroindung steht/­stehen.

Zeichnung