DE4039079A1 - Zweistufige vorzerkleinerung bei mahlanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Aufmahlung von Mahlgut, inbesondere von Kalkstein zur Zementherstellung. Bekannt sind für das Vermahlen von Zementrohmehl sogenannte Luftstrom-Kugelmühlen mit Trocknung durch Zuführung von Heißgasen, bei denen eine Hammermühle zur Vorzerkleinerung des Kalksteines im System der Mahlanlage integriert ist. Bedingt durch die vorgegebenen Aufgabestückgrößen durch den Primärbrecher im Steinbruch sowie durch Aufbau und Wirkungsweise der Hammermühle betragen bei dieser Vorzerkleinerungsart die Feinanteile kleiner 0,09 mm im Mittel nur etwa 10%, welches mit seinen prozentualen Feinanteilen dem aufgemahlenen Rohmehl von der Luftstrom-Kugelmühle entspricht. Bei Verschleiß der Hämmer sinkt die Durchsatzleistung bzw. der Kornaufbau des vorgebrochenen Kalksteines verschlechtert sich, wobei die Feinanteile kleiner 0,09 mm zurückgehen. Da das vorgebrochene Gut aus der Hammermühle keine Kornbegrenzung nach oben aufweist, kann die Mahlkörpergattierung und auch der maximale Mahlkugeldurchmesser in der Kugelmühle nicht optimal dem vorzerkleinerten Gut angepaßt werden. Die Folge ist ein Rückgang der Durchsatzleistung bzw. ist eine ständige Wartung der Mahlwerkzeuge erforderlich.

Neuerdings wird z. B. zur Durchsatzsteigerung und Energieeinsparung bei Rohmehl-Mahlanlagen, die im Kreislauf mit einem Streuwindsichter arbeiten, zur Vorzerkleinerung des Kalksteines eine Hochdruck- Walzenmühle eingesetzt. Aufgrund der Schülpenbildung bei der Zerkleinerung des Kalksteines muß das ausgetragene Gut von der Hochdruck-Walzenmühle einer Hammermühle zur Desagglomerierung aufgegeben werden, in der auch dann durch die Zuführung von Heißgasen eine Teiltrockung des Gutes stattfindet. In der Trockenleistung ist man bei der Hammermühle begrenzt. Die Endtrocknung findet dann in dem nachgeschalteten Sichter von der Mahlanlage statt. Da auch hier keine Begrenzung des Größtkornes z. B. 3 mm gegeben ist, kann die Mahlkörperfüllung nicht optimal dem vorzerkleinerten Gut in der Kugelmühle angepaßt werden. Durch die Aufstellung solch einer kombinierten Vorzerkleinerungsanlage ergeben sich hohe Investitionskosten, wobei auch die Voraussetzung gegeben sein muß, daß der Primärbrecher im Steinbruch bei gleicher Durchsatzsteigerung und Endkorneinstellung diese Leistungssteigerung erbringt, damit der Einzug des Kalksteines in den Walzenspalt und auch der Zerkleinerungseffekt immer gewährleistet bleibt. Falls der Primärbrecher wegen der erhöhten Durchsatzleistung auf einen gröberen Endkornaustrag eingestellt werden muß, sind die Walzen in ihrem Durchmesser zu vergrößern, was zum weiteren Anstieg der Investitionskosten führt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Mahlsysteme und Anlagen zur Erzeugung eines gemahlenen Feingutes, z. B. Rohmehl zur Zementherstellung derart auszugestalten bzw. weiter zu verbessern, daß eine energieeinsparende Aufmahlung bei einer hohen Durchsatzsteigerung und geringsten Investitionskosten möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt verfahrenstechnisch nach der Erfindung dadurch, daß das Mahlgut vor der Feinmahlung zweistufig vorgebrochen bzw. vorzerkleinert wird. Eine erfindungsgemäße Anlage besteht aus zwei hintereinander geschalteten Zerkleinerungsmaschinen, wobei als erste Zerkleinerungsmaschine vorzugsweise eine Hammermühle und als zweite Zerkleinerungsmaschine ein Rotorbrecher zum Einsatz kommt, der im Umlauf mit einer Klassiereinrichtung, z. B. einem Sieb arbeitet.

Beim Einsatz einer zweistufigen Vorzerkleinerung nach der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrleistung an Durchsatz von 35-45% erzielt, bei gleichzeitiger Energieeinsparung von 15-20%, wodurch auch vorhandene Mahlanlagen mit geringen Investitionskosten wirtschaftlich umgebaut und betrieben werden können. Durch die zweistufige Vorzerkleinerung kann der Primärbrecher im Steinbruch durch eine gröbere Einstellung der Zerkleinerung ohne weiteres eine Mehrleistung von 35-45% erbringen, ohne daß Nachteile im verfahrenstechnischen Ablauf in der zweistufigen Vorzerkleinerung entstehen. Wie bei jeder Leistungssteigerung muß natürlich die gesamte Anlage verfahrenstechnisch darauf abgestimmt werden in bezug auf den Transport, der Trockenleistung, der Sicherung usw.

Gegenüber den herkömmlichen Prall- oder Hammermühlen hat der Rotorbrecher als zweite Zerkleinerungsmaschine keine Hämmer oder Pralleisten usw., die bei Verschleiß einen Rückgang in der Durchsatzleistung bzw. zu einer Verschlechterung des Kornaufbaues des gebrochenen Gutes führen. Beim Rotorbrecher bleibt Durchsatz und Kornaufbau ohne Wartung und Nachstellen von Verschleißteilen bis zur maximalen Abnutzung der Schleuderkanten am Rotor konstant. Die Schleuderkanten können dann leicht ausgewechselt werden und besitzen eine lange Standzeit. Da der Rotorbrecher im Umlauf mit einem Sieb betrieben wird, fallen etwa 30% kleiner 0,09 mm an, die in ihrer Feinheit dem aufgemahlenen Feingut von der Kugelmühle entsprechen.

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

Es zeigen:

Fig. 1 Luftstrom-Mahlanlage mit 2stufiger Vorzerkleinerung durch Hammermühle und Rotorbrecher;

Fig. 2 2stufige Vorzerkleinerungsanlage, z. B. für Kalkstein mit Hammermühle und Rotorbrecher;

Fig. 3 2stufige Mahlanlage mit Hammermühle und Rotorbrecher ohne Zwischensiebung;

Fig. 4 Becherwerks-Umlaufmühle mit 2stufiger Vorzerkleinerung für höhere Feuchtigkeiten und Trocknung in der Hammermühle und im Zyklon-Umluftsichter;

Fig. 5 Becherwerks-Umlaufmühle mit 2stufiger Vorzerkleinerung durch Hammermühle und Rotorbrecher sowie Trocknung in Hammermühle und Zyklon-Umluftsichter.

Eine erfindungsgemäße Anlage nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einer zweistufigen Vorzerkleinerungsanlage, wobei die erste Stufe z. B. eine Hammermühle (1) sein kann und die zweite Stufe vorzugsweise aus einem Rotorbrecher (8) besteht. In der Hammermühle (1) wird z. B. Kalkstein auf 0-15 mm vorzerkleinert. Bei höheren Feuchtigkeiten kann der Hammermühle ein zusätzlicher Trockenschacht (2) vorgeschaltet werden, der ebenfalls wie die Hammermühle (1) von Heißgasen durchzogen wird. Der Transport und die Endtrocknung des gebrochenen Gutes aus der Hammermühle (1) erfolgt mit dem Mühlen- Umluftstrom aus der Kugelmühle (10) in dem Steigrohr (3) zum Sichter (4) hin. Unterhalb des Steigrohres (3) können bei Bedarf noch zusätzliche Heißgase mit höheren Temperaturen eingeleitet werden. Der Sichter (4) trennt aus dem Luftstrom das Feingut z. B. kleiner 0,09 mm, welches in einem nachgeschalteten Zyklon (5) abgeschieden und dann zu den Rohmehlsilos geführt wird. Der Mühlenventilator (6) sorgt für den Umluftstrom, wobei durch die Verstellklappe (7) ein Teil des Umluftstromes als Abluft einer Entstaubungseinrichtung zugeführt wird. Durch die Verstellklappe (11) kann der Umluftstrom je nach den betrieblichen Erfordernissen wahlweise zwischen der Mühle (10) und dem Steigrohr (3) aufgeteilt werden. Das Grobgut vom Sichter (4) wird dem Rotorbrecher (8) zur Weiterzerkleinerung aufgegeben. Das dem Rotorbrecher (8) nachgeschaltete Sieb (9) trennt das gebrochene Gut, z. B. in zwei Fraktionen, wobei der Siebdurchgang z. B. 0-3 mm zur Kugelmühle (10) geht und der Siebüberlauf in das Steigrohr (3). Je nach Ausgestaltung und den Erfordernissen kann das Sieb (9) auch vor dem Rotorbrecher (8) zur Aufstellung kommen.

Da die Kugelmühle (10) als Luftstrommühle arbeitet, sind die enthaltenden Feinanteile 0,09 mm vom Sieb (9) durch Anteile 0-3 mm nicht störend auf den Mahleffekt der Kugelmühle (10). Durch die Begrenzung des Größtkornes kann die Mahlkörperfüllung in der Gattierung und in der maximalen Kugelgröße dem Aufgabegut optimal angepaßt werden, was zu einer Verbesserung des Mahleffektes in der Kugelmühle (10) führt. Der Umluftstrom trägt das gemahlene Gut aus der Kugelmühle (10) aus und führt es dem Steigrohr (3) wieder zu. Die Trenngrenze des Siebes (9) wird so festgelegt, daß schon durch den Materialumlauf mit dem Rotorbrecher (8) 25-35% Feinanteile gebildet werden, die dem Fertiggut von der Mühle (10) entsprechen. Die nachgeschaltete Kugelmühle (10) bekommt kein Überkorn größer 5 mm und kann dadurch eine optimale Mahlleistung erbringen. Durch die Zuführung von Heißgasen kann in dem System getrocknet werden auch bei höheren Anfangsfeuchtigkeiten des Kalksteines.

Der Rotorbrecher (8) hat bekanntermaßen einen horizontal liegenden Schleuderrotor und besitzt für die Zerkleinerung keine dem Verschleiß ausgesetzten Zerkleinerungswerkzeuge wie Hämmer oder Pralleisten. Über die Schleuderkanten des mit hoher Drehzahl umlaufenden Rotors wird das Brechgut in den ringförmigen um den Rotor liegenden Brechraum geschleudert, indem sich ein Materialbett als natürlicher Verschleißschutz für das Brechergehäuse aufgebaut hat. Die Zerkleinerung in diesem Brechraum findet für die einzelnen Körner durch Stoß oder Reibung statt.

Gemäß Fig. 2 findet wiederum die Vorzerkleinerung des Kalksteines in der Hammermühle (1) statt, wobei durch den Umluftstrom durch den Ventilator (6) das Material dem Sichter (4) zugeleitet wird. Der Sichter (4) trennt das Feine von dem Groben, wobei das feine Material in einem Zyklon (5) abgeschieden und in einem Zwischensilo (12) gelagert wird. Der Rotorbrecher (8) und das Sieb (9) arbeiten im Kreislauf mit einem Umlaufbecherwerk (31). Durch die Verstellklappe (7) wird ein Teil der Umluft einem Entstaubungsfilter (nicht dargestellt) zugeführt. Vorzerkleinerung (1, 8) und Feinmahlaggregat (10) sind unabhängig voneinander und können daher besonders wirtschaftlich betrieben werden.

Wie Fig. 3 zeigt, findet auch hier die Vorzerkleinerung des Kalksteines in einer Hammermühle (1) statt, wobei der Rotorbrecher (8) nicht mit einem Sieb im Kreislauf arbeitet, sondern mit einem Vorabscheider (13) und einem Sichter (14). Durch die Klappe (15) kann z. B. ein Teil des Grobgutes vom Vorabscheider (13) bei ungenügender Trocknung dem Steigrohr (3) zur Nachtrocknung wieder zugeführt werden.

Auch in Fig. 4 zerkleinert die Hammermühle (1) den Kalkstein in der ersten Stufe und gelangt mit dem Umluftstrom über das Steigrohr (3) zum Sichter (4). Gleichzeitig wird das gebrochene Gut vom Rotorbrecher 8 dem Steigrohr (3) aufgegeben. Das abgeschiedene Grobgut vom Sichter (4) gelangt zum Zyklon- Umluftsichter (16), der über das Umlaufbecherwerk (18) mit der Mühle (10) im Kreislauf arbeitet. Der Umluftstrom zum Sichter (16) wird von dem Sichterventilator (17) erzeugt, wobei ein Teilstrom nach dem Sichterventilator (17) einem Endstaubungsfilter (nicht dargestellt) zugeleitet wird. Das Sieb (9) ist z. B. dem Zyklon-Umluftsichter (16) nachgeschaltet, wobei der Siebdurchgang zur Kugelmühle (10) geht und das Überkorn vom Sieb (9) dem Rotorbrecher (8) aufgegeben wird. Das abgeschiedene Feingut aus dem Zyklon (5) kann wahlweise durch die Umstellklappe (20) dem Fertiggut vom Sichter beigegeben oder über den Zyklon-Umluftsichter (16) zur Nachsichtung geleitet werden, falls die Endfeinheiten nicht eingehalten werden können. Der Umluftstrom für die Vorzerkleinerung wird durch den Ventilator (6) erzeugt, wobei durch eine Klappe (7) ein Teil der Umluft einem Entstaubungsfilter (nicht dargestellt) zugeführt wird. Die Trocknung findet in der ersten Stufe in der Hammermühle (1) und in der zweiten Stufe im Zyklon-Umluftsichter (16) statt, damit können auch höhere Materialfeuchtigkeiten abgetrocknet werden, so daß auch bei hohen Anfangsfeuchtigkeiten des Kalksteines die Gewähr dafür gegeben ist, daß das Sieb (9) und der Rotorbrecher (8) keine Anbackungen bekommen.

Bei der Anlage gemäß Fig. 5 wird in der ersten Zerkleinerungsstufe eine Becherwerksumlaufmühle mit vorgeschalteter Hammermühle (21) eingesetzt, wobei das gebrochene Gut durch die Schwerkraft ausgetragen und über das Becherwerk (22) dem Zyklon-Umluftsichter (16) aufgegeben wird. Mit Hilfe des Becherwerkes (22) wird das Umlaufgut von der Mühle (10) dem Sichter (16) zugeführt. Das Sieb (9) trennt das Gut in zwei Fraktionen, wobei der Siebdurchgang zur Weitervermahlung in die Kugelmühle (10) gelangt und der Siebüberlauf dem Rotorbrecher (8) aufgegeben wird. Getrocknet wird durch die Zuführung von Heißgasen in der Hammermühle (21) und auch im Sichter (16), wobei durch die Klappe (23) eine Aufteilung der Heißgase vorgenommen werden kann. Durch die Klappe (24) wird ein Teil der Sichterumluft wiederum einem Entstaubungsfilter (nicht dargestellt) zugeführt; das gleiche gilt auch für die Abgase von der Hammermühle (21).

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann beispielsweise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, das erfindungsgemäße Mahlverfahren auch für andere Rohstoffe bzw. anderes Mahlgut zum Einsatz kommen, unter Verwendung auch anderer Maschinen und Maschinenkreisläufe. Die jeweilige spezielle Ausgestaltung bzw. Anpassung an die besondere Verwendung ist dem Fachmann anheimgestellt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Aufmahlung von Mahlgut, insbesondere von Kalkstein zur Zementherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß das Mahlgut vor der Feinmahlung zweistufig vorgebrochen bzw. vorzerkleinert wird.

2. Anlage zur Aufmahlung von Mahlgut, insbesondere von Kalkstein zur Zementherstellung, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzerkleinerung aus zwei hintereinander geschalteten Zerkleinerungsmaschinen (1, 8, 21) besteht, wobei als erste Zerkleinerungsmaschine vorzugsweise eine Hammermühle (1, 21) und als zweite Zerkleinerungsmaschine ein Rotorbrecher (8) zum Einsatz kommt, der im Umlauf mit einer Klassiereinrichtung, z. B. einem Sieb (9) arbeitet.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Luftstrom-Mahlanlage mit vorgeschalteter Hammermühle (1) der Materialumlaufstrom für den Rotorbrecher (8) und das Sieb (9) über den Umluftstrom der Kugelmühle (10) erfolgt - Fig. 1.

4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammermühle (1) im Umluftstrom betrieben wird, wobei ein Teil des Umluftstromes in die Hammermühle (1) und der andere Teil in das Steigrohr (3) gebbar ist, der Materialumlauf für den Rotorbrecher (8) und das Sieb (9) über ein separates Umlaufbecherwerk (11) erfolgt, und wobei das Austragsgut vom Zyklon (5) in einem Zwischensilo (12) gelagert wird - Fig. 2.

5. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialstrom für den Rotorbrecher (8) über den Umluftstrom von der Hammermühle (1) erfolgt, wobei der Rotorbrecher (8) mit einem Vorabscheider (13) für das gröbere Korn und einem nachgeschalteten Sichter (14) mit rotierendem Schaufelsichtrad arbeitet, wobei das abgeschiedene Gut aus dem Zyklon (5) in einem Zwischensilo (12) gelagert und später dem Feinmahlaggregat zugeführt wird - Fig. 3.

6. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialumlaufstrom für den Rotorbrecher (8) und das Sieb (9) über den Umluftstrom von der Hammermühle (1) erfolgt und die Zementmühle (10) als Mahlanlage mit einem Zyklon-Umluftsichter (16) und einem Umlaufbecherwerk (18) arbeitet, wobei eine Vortrocknung in der Hammermühle (1) und im Steigrohr (3) stattfindet und die Nachtrocknung im Zyklon- Umluftsichter (16) erfolgt - Fig. 4.

7. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hammermühle (21) beheizt wird und das Material nach unten ausfällt und dem Becherwerk (22) zugeführt wird, wobei das Mühlenaustragsgut (10) und der Austrag vom Rotorbrecher (8) ebenfalls dem Becherwerk (22) zugeleitet werden, ferner der Zyklon-Umluftsichter (16) das Feingut sichtet, wobei das Unterkorn vom Sieb (9) der Kugelmühle (10) zufließt - Fig. 5.