DE3919416C2 - Anlage zur Zerkleinerung bzw. Mahlung wenigstens zweier unterschiedlich mahlbarer spröder Gutmaterialkomponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Zerkleinerung bzw. Mahlung wenigstens zweier unterschiedlich mahlbarer sprö­ der Gutmaterialkomponenten, z. B. Kalkstein und Sand als Ausgangsmaterialkomponenten zur Herstellung von Zement­ rohmehl.

Es ist bekannt, feuchte Rohmaterialkomponenten wie z. B. Kalkstein, Quarzsand oder dergleichen zur Herstellung von Zementrohmehl in einer Umlaufmahlanlage gemeinsam zu mahlen und zu trocknen, meist unter Einsatz einer von einem Heißgas durchströmten Rohrmühle bzw. Kugelmühle. Solche Mühlen sind aber bekanntlich durch einen hohen spezifischen Energieverbrauch bzw. durch eine sehr geringe Energie­ ausnutzung gekennzeichnet.

Man hat daher in letzter Zeit erhebliche Anstrengungen unternommen, Rohrmühlen bzw. Kugelmühlen durch andere Mahlprozesse möglichst vollständig zu ersetzen. So ist ein Verfahren zur Zerkleinerung und Mahlung spröden Mahlgutes bekannt (EP-PS 00 84 383), bei dem das Mahlgut im Walzenspalt einer Hochdruck-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 (sogenannten Schülpen) äußert, die sich dann mit vergleichsweise gerin­ gem Energieaufwand desagglomerieren bzw. auflösen lassen und die infolge der Anwendung des hohen Preßdruckes unter Zerstörung des Korngefüges bereits fertig feines Gut ent­ halten, so daß dieses bekannte Verfahren insgesamt durch einen niedrigen spezifischen Energiebedarf gekennzeichnet ist. Weil die einzelnen Partikel des Mahlgutes im Bereich des engsten Walzenspaltes der Hochdruck-Walzenpresse in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen zwei Flächen zusam­ mengedrückten Materialschüttung gegenseitig zerquetscht werden, spricht man hierbei von der sogenannten Gutbett­ zerkleinerung.

Mahlt man unterschiedlich mahlbare Gutmaterialkomponenten, wie z. B. Kalkstein als weniger spröde Komponente und Sand als sprödere härtere Komponente gemeinsam in der bekannten Gutbettzerkleinerungs-Walzenpresse, so entstehen infolge der verschiedenen Druckfestigkeiten, Dichten bzw. Porositäten der jeweiligen durch Reibung in den Wal­ zenspalt eingezogenen Gutmaterialkomponenten und rezirku­ lierten Grieße eines nachgeschalteten Sichters im Gut he­ terogene Druckverteilungen - sogenannte Druckinseln -, d. h. die Teilchen der härteren Materialkomponente, besonders wenn deren mengenmäßiger Anteil gering ist, können eingebettet in die weichere Materialkomponente in diese eindringen und können so beim Druckvorgang im Wal­ zenspalt der Walzenpresse durch ungenügende Pressung zu­ mindest teilweise der Kornzerstörung entgehen. Dadurch wird die Gutkreislauflast erhöht und das Zerkleinerungsergebnis der Hochdruck-Walzenpresse insgesamt beeinträchtigt.

Aus der DE-OS 37 19 251 ist eine Mahlanlage mit Hinter­ einanderschaltung wenigstens zweier Gutbettzerkleinerungs- Hochdruck-Walzenpressen bekannten, d. h. das gepreßte Gut (Schülpen) der ersten Walzenpresse wird im Walzenspalt der folgenden Walzenpresse wenigstens ein zweites Mal gepreßt. Hier wird nicht das Problem gelöst, daß bei unterschiedlich mahlbaren Materialkomponenten die Teilchen der härteren Materialkomponente im Bett der weicheren Materialkomponente in der Hochdruckzone im Bereich des engsten Walzenspaltes in unerwünschter Weise der Kornzerstörung ausweichen können. Außerdem ist aus der DE-PS 33 14 103 bekannt, vor der gemeinsamen Vermahlung eines schwerer mahlbaren Stoffs und eines leichter mahlbaren Stoffs in einer Kreislaufmahlanlage mit Kugelmühle und Sichter nur den schwerer mahlbaren Stoff im Walzenspalt einer Hochdruck-Walzenpresse zu pressen. Diese bekannte Lösung kommt also nicht ohne die durch den hohen spezifischen Energieverbrauch bzw. durch die sehr geringe Energieausnutzung gekennzeichnete Kugelmühle aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleine­ rungs- bzw. Mahl- bzw. Mahltrocknungsanlage zu schaffen, die in der Lage ist, unterschiedlich mahlbare Gutmaterial­ komponenten mit möglichst niedrigem Gesamtenergiebedarf zu mahlen und gegebenenfalls zu trocknen.

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

Bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungs- bzw. Mahlanlage sind die wenigstens zwei parallel geschalteten Hochdruck- Walzenpressen zur Gutbettzerkleinerung körnigen Gutes je­ weils auf eine jeweilige Gutmaterialkomponente verfahrens­ mäßig und konstruktiv ausgelegt. Die Walzenpressen arbei­ ten vorteilhafterweise mit unterschiedlichen Preßkräften, wobei die Preßkraft der Walzenpresse für die härtere Gut­ materialkomponente höher ausgelegt ist als die Preßkraft der anderen Walzenpresse. Beide Walzenpressen können unab­ hängig voneinander mit ihrer jeweils maximalen bzw. opti­ malen Durchsatzleistung betrieben werden. Materialpreß- Schwierigkeiten durch Überpressung oder Unterpressung der jeweiligen Gutmaterialkomponenten sind erfindungsgemäß in den parallel geschalteten Walzenpressen vermieden.

In der einen Walzenpresse wird nur die härtere Gutmateri­ alkomponente (z. B. Quarzsand) für sich allein der Gut­ bettzerkleinerung unterworfen. Die Sichtergrieße, in denen auch die weichere Gutmaterialkomponente enthalten ist und die mengenmäßig ein Vielfaches des harten Frischgutes aus­ machen können, werden nicht zur Walzenpresse für die härtere Komponente rezirkuliert, damit deren Pressung nicht behindert wird. Denn der Zerkleinerungsfortschritt insbesondere bei der härteren Gutmaterialkomponente ist bei einem für sich getrennten Durchgang durch eine Gut­ bettzerkleinerungs-Walzenpresse erheblich besser als in der Mischung mit einer weniger harten Materialkomponente. Erfindungsgemäß wird schon bei einer einmaligen Pressung des jeweiligen Gutes in der jeweiligen Walzenpresse ein erheblicher Anteil bereits fertig feinen Fertiggutes er­ reicht. Insgesamt wird erfindungsgemäß ein niedrigerer Gesamtenergiebedarf (kWh/t) als bei Anwendung nur einer einzigen Walzenpresse erzielt, in der die unterschiedlich spröden Rohmaterialkomponenten gemeinsam zerkleinert wer­ den würden.

Charakteristisch ist, daß den wenigstens zwei Walzenpres­ sen ein gemeinsamer Sichter nachgeschaltet ist. Dieser den Walzenpressen gemeinsam nachgeschaltete Desagglomerator und Sichter wirkt gleichzeitig als Mischer der Gutmaterialkom­ ponenten zur Herstellung von z. B. Zementrohmehl. Wird der gemeinsame Sichter mit Heißgas als Sichtluft betrieben, so werden die Gutmaterialkomponenten, sofern diese wie üblich feucht sind, im Sichter gleichzeitig auch noch getrocknet.

Aus Gründen der Zementklinkerqualität und/oder der Klin­ kerbrennbedingungen im Brennofen kann die Forderung beste­ hen, daß die Kornfeinheiten der Komponenten des Zementroh­ mehles unterschiedlich ist. So kann z. B. der Wunsch be­ stehen, daß im fertigen Zementrohmehl der Quarzsand feiner vorliegt als die übrigen Rohmehlkomponenten, daß insbeson­ dere zur Herstellung von sogenanntem low-alkali-cement der Quarzsand in mehr oder weniger großen Mengenanteilen vor­ liegt usw. All diese Forderungen sind mit der erfindungs­ gemäßen Zerkleinerungs- bzw. Mahlanlage ideal zu erfüllen.

Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile wer­ den anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Zerkleinerungs- bzw. Mahlanlage mit zwei parallel geschalteten Hochdruck-Walzenpressen und gemeinsam nachgeschalteten Sichter;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Zerkleinungs- bzw. Mahlanlage mit anderer Schaltung der Sichtergrieße, und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsge­ mäßen Zerkleinerungs- bzw. Mahlanlage.

Bei der Zerkleinerungs- bzw. Mahlanlage der Fig. 1 sind zwei Hochdruck-Walzenpressen (10 und 11) parallel geschal­ tet angeordnet. Beide Walzenpressen weisen jeweils zwei drehbar gelagerte, gegenläufig rotierbare und durch einen Preßwalzenspalt voneinander getrennte Walzen auf. Der Wal­ zenpresse (10) wird nur eine härtere bzw. sprödere Gutma­ terialkomponente (12) aufgegeben, im Ausführungsbeispiel Quarzsand mit einem Mengenstrom von z. B. 10 t/h. Die auf das Gut drückende Preßkraft der Walzen der Walzenpresse (10) ist hoch und sie beträgt z. B. 10 MN/m Walzenlänge. Das spröde Aufgabegut wird in so großer Menge dem Walzen­ spalt der Presse (10) zugeführt, daß das zu zerkleinernde und zwischen die Walzen eingezogene Gut die Walzen ausein­ anderdrückt und die Teilchen des Aufgabegutes sich im Wal­ zenspalt in einem Gutbett gegenseitig zerquetschen. Das zerkleinerte Gut tritt aus dem Walzenspalt zerkleinert und gegebenenfalls teilweise agglomeriert, d. h. zu Schülpen (13) gepreßt aus, deren Anteil an bereits bis zur ge­ wünschten Feinheit reduzierter Partikel des herzustellen­ den Zementrohmehles relativ hoch sein kann. Ein Teilstrom der Schülpen (13), z. B. das in den Randzonen der Walzen­ presse (10) gegebenenfalls ungenügend gepreßte Gut, kann über die schematisch gezeichnete Leitung (14) unmittelbar zur Gutaufgabe der Presse (10) rezirkuliert werden, um somit den Feingutanteil zu erhöhen.

Der anderen Walzenpresse (11) wird die weichere Gutmateri­ alkomponente (15) aufgegeben, nämlich z. B. nicht vorzer­ kleinerter Kalkstein mit einer Korngröße bis etwa 80 mm in einem Mengenstrom von z. B. 90 t/h. Das Gutmaterial wird in der Walzenpresse (11) mit einer niedrigeren Preßkraft gepreßt als in der Walzenpresse (10), z. B. mit einer Preßkraft von 6 MN/m Walzenlänge, um eine kombinierte Ein­ zelkornzerkleinerung und Gutbettzerkleinerung durchzufüh­ ren. Die gebildeten Schülpen (16) der Walzenpresse (11) werden zusammen mit den Schülpen (13) der Walzenpresse (10) in einem beiden Pressen gemeinsam nachgeschalteten, vorzugsweise dynamischen Sichter (17) desagglomeriert und gesichtet. Der im Sichter (17) rotierende Desagglome­ rator, der gleichzeitig ein Prallzerkleinerer sein kann, ist schematisch mit Bezugsziffer (18) angezeigt. Es be­ steht auch die Möglichkeit, dem Sichter (17) einen exter­ nen Desagglomerator (19) vorzuschalten. In dem mit eingeführter Sichtluft betriebenen Sichter (17) wird aus dem desagglomerierten Gut das Fertiggut (20), nämlich fertig feines Zementrohmehl mit einem Mengenstrom von 100 t/h abgeschieden, während die den Sichter (17) verlassende grobe Fraktion (21) (Grieße) mit einem Mengen­ strom von 300 t/h zur Walzenpresse (11) rezirkuliert wird. Der Walzenpresse (11) wird also ein Gemisch (22) aus fri­ schem Kalkstein (15) und Sichtergrießen (21) mit einem Mengenstrom von insgesamt 390 t/h aufgegeben. Das über Leitung (23) dem Sichter (17) zugeführte Pressenaustrags­ gut macht im Ausführungsbeispiel insgesamt 400 t/h aus.

Das den Walzenpressen aufgegebene frische Aufgabegut kann eine Feuchtigkeit von z. B. 3,0 Gewichts-% H₂O haben. Wird in dem den beiden Walzenpressen (10, 11) gemeinsam nachgeschalteten Sichter (17) als Sichtluft ein z. B. 350°C heißes Trocknungsgas verwendet, so werden die dem Sichter zugeführten feuchten Gutmaterialschülpen desagglo­ meriert, gegebenenfalls zerkleinert und gleichzeitig im Sichter auf eine Restfeuchte von z. B. kleiner 1% H₂O getrocknet.

Während nach Fig. 1 die Grießeaustragsleitung (21) des Sichters (17) mit der Gutaufgabe der Walzenpresse (11) für die weichere Gutmaterialkomponente in Verbindung steht, damit die Hochdruckpressung der härteren Gutmaterialkompo­ nente (12) in der anderen Walzenpresse (10) keinesfalls behindert ist, ist beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 als Unterschied zu Fig. 1 in die Grießeaustragsleitung (21) , mit der wiederum 300 t/h Grieße aus dem Sichter (17) abge­ zogen werden, ein sortierender Klassierer (24) wie z. B. ein Sieb eingeschaltet, dessen an der härteren Gutmateri­ alkomponente angereicherte Kornfraktion (25) (Quarzsand) mit einem Mengenstrom von z. B. 20 t/h zur Walzenpresse (10) für die härtere Materialkomponente und dessen andere Kornfraktion (26) mit einem Mengenstrom von 280 t/h zur anderen Walzenpresse (11) für die weichere Materialkompo­ nente rezirkuliert sind. Im übrigen wird beim Ausführungs­ beispiel der Fig. 2, genauso wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1, der Walzenpresse (10) 10 t/h frischer Quarz­ sand (12) und der anderen Walzenpresse (11) 90 t/h fri­ scher Kalkstein (15) aufgegeben. Nach Fig. 2 wird also der Walzenpresse (10) insgesamt eine Gutmenge (27) von 30 t/h aufgegeben, während der anderen Walzenpresse (11) eine Gutmenge (22) von insgesamt 370 t/h aufgegeben wird, so daß ein Pressenaustragsgut (23) von wiederum insgesamt 400 t/h dem Sichter (17) zugeleitet wird. Im übrigen sind in allen Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 steht die Gutaufgabe der einen Walzenpresse (10) nur mit der Zuführung der 10 t/h härteren Gutmaterialkomponente (12) in Verbindung, während die Gutaufgabe der anderen Walzenpresse (11) nur mit der Grießeaustragsleitung (21) des Sichters (17) zur Zuführung von 300 t/h Sichtergrieße verbunden ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann auch hier die Walzenpresse (10) mit einer teilweisen Schülpenrezirkulierung (14) ausgestattet sein. Die Zuführung der 90 t/h frischen weicheren Gutma­ terialkomponente (15) umgeht die Walzenpressen und sie mündet in den Austrag (13, 16) der Walzenpressen bzw. in die Gutzuführung (23) zum gemeinsamen Desagglomerator und Sichter (17) in einer Menge von dann insgesamt wiederum 400 t/h ein. Aus dem Sichter (17) der Fig. 3 wird wiederum 100 t/h Fertiggut (20) abgezogen.

Claims (6)

1. Anlage zur Zerkleinerung bzw. Mahlung wenigstens zweier unterschiedlich mahlbarer spröder Gutmaterial­ komponenten, z. B. Kalkstein und Sand als Ausgangsma­ terialkomponenten zur Herstellung von Zementrohmehl, gekennzeichnet durch wenigstens zwei parallel ge­ schaltete Hochdruck-Walzenpressen (10, 11), denen ein gemeinsamer Desagglomerator und Sichter (17) nachge­ schaltet ist, wobei in der einen Walzenpresse (10) die härtere Gutmaterialkomponente und in der anderen Walzenpresse (11) die weichere Gutmaterialkomponente und/oder wenigstens ein Teil der Grobkornfraktion (21) (Grieße), die vom gemeinsam nachgeschalteten Sichter (17) abgezogen wird, jeweils einer Gutbett­ zerkleinerung unterworfen werden.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grießeaustragsleitung (21) des Sichters (17) mit der Gutaufgabe der Walzenpresse (11) für die weichere Gutmaterialkomponente (15) in Verbindung steht (Fig. 1).

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Grießeaustragsleitung (21) des Sichters (17) ein (sortierender) Klassierer (24) wie z. B. ein Sieb eingeschaltet ist, dessen an der härteren Gutmateri­ alkomponente angereicherte Kornfraktion (25) zur Walzenpresse (10) für die härtere Materialkompo­ nente und dessen andere Kornfraktion (26) zur anderen Walzenpresse (11) für die weichere Materialkomponente rezirkuliert sind (Fig. 2).

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutaufgabe der einen Walzenpresse (10) nur mit der Zuführung der härteren Gutmaterialkomponente (12) und die Gutaufgabe der anderen Walzenpresse (11) nur mit der Grießeaustragsleitung (21) des Sichters (17) in Verbindung stehen, und daß die Zuführung der weicheren Gutmaterialkomponente (15) in den Austrag der Walzenpressen bzw. in die Gutzuführung (23) zum gemeinsamen Desagglomerator und Sichter (17) einmündet (Fig. 3).

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßkraft der Walzenpresse (10) für die härtere Gutmaterialkomponente höher ist als die Preßkraft der anderen Walzenpresse (11).

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Sichter (17) mit einer Zuführungsleitung für Heißgas bzw. Heißluft zur Trocknung feuchten Gutmateriales verbunden ist.