|
Seite 11 von 32
3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandet Verfahren 3.4 Bestimmung der Mahlbarkeit nach Bond - 34 3.4.2 Durchführung des Bond-Tests Ein Versuchsdurchgang des BOND-Tests setzt sich aus mehreren Mahlzyklen zusammen. Eine repräsentative Probe des Aufgabegutes von ca. 25 kg wurde auf eine maximale Korngröße von 3,15 mm vorzerkleinert. Von dem auf diese Weise erzeugten Aufgabegut für den Mahlbarkeitstest wurde eine Siebanalyse durchgeführt (siehe Abschnitt 4.1.1). Die Ausgangsgutfüllung für den Mahlbarkeitstest beträgt 700 ml des untersuchten Aufgabegutes. Es wurden jeweils Mahlbarkeitstests durchgeführt, bei denen eine angestrebte obere Korngröße von 90 µm bzw. 200 µm gewählt wurde. Die Versuchsprotokolle des BOND-Tests sind im Anhang I aufgeführt. Die Mahldauer bzw. die Anzahl der Mühlenumdrehungen während der Trockenmahlung richtet sich nach der zu produzierenden Fertiggutmasse, welche 300 g bis 400 g für die angestrebten oberen Korngröße beträgt. Nach dem Mahlvorgang wurde das Produkt bei 90 µm bzw. 200 µm per Hand abgesiebt. Das Überkorn wurde für den nächsten Mahlzyklus weiterverwendet und in die Mühle zurückgegeben. Die erzeugte Feingutmasse wird durch Ausgangsgut ersetzt, von welchem die Masse des bereits enthaltenen Feingutes ermittelt wurde. Die produzierte Feingutmasse je Mühlenumdrehung wird als Mahlbarkeit G (in g/U) bezeichnet. Der erhaltene G-Wert des Mahlzyklus dient der Berechnung der erforderlichen Anzahl von Mühlenumdrehungen des folgenden Mahlzyklus, um eine angestrebte umlaufende Last von 250 % zu simulieren (siehe Abb. 15). Diese Zyklen wurden wiederholt, bis sich annähernd ein Gleichgewichtszustand in der Mahlbarkeit ausgebildet hat. Die letzten drei 100 % G-Werte eines Versuchs werden abschließend gemittelt (Tabelle 8). Mühle Umlauf 350 % 250 %Es wurden jeweils drei Mahlbarkeitstests mit einer angestrebten oberen Korngröße von 90 µm bzw. 200 µm durchgeführt. Die Gm-Werte bilden die arithmetischen Mittel der G-Werte einer angestrebten Korngröße. Für die Berechnung des „Arbeits-Index“ war die Bestimmung der d’80-Werte notwendig, welche mit Hilfe von Korngrößenanalysen der Produkte ermittelt wurden. Die Protokolle der BOND-Tests und die Korngrößendiagramme sind im Anhang I enthalten. In Tabelle 8 sind die Ergebnisse des BOND-Tests zusammengefasst.
Tabelle 8: Ergebnisse BOND-Test d‘0 – angestrebte obere Korngröße [µm] Gm – gemittelte Mahlbarkeitswerte [g/U] d’80m – gemittelte d’80 – Werte 3.4.4 Berechnung des Arbeitsindex Der „Bond-Index“ oder „Arbeits-Index“ Wi in kWh/t stellt eine experimentell zu ermittelnde stoffspezifische Anpassungsgröße dar und wird als Mahlbarkeits-Kennzahl angesehen. Wi gibt die spezifische Arbeit an, welche erforderlich ist, ein Material von theoretisch unendlicher Korngröße auf eine Bezugskorngröße d’80 = 100 µm zu zerkleinern. WiKKM – Arbeits-Index der Karsdorfer P ·d Kugelmühle [kWh/t] WiKKM =80 P – Leistung [kW] (d -d')·100 ·3,5 ·G ·n 80 80 d'80 E
– Energie [kWh] 3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandet Verfahren 3.4 Bestimmung der Mahlbarkeit nach Bond - 36 E ·n 0,204 ·4020 P = ; P90µm ==0,252kW ; WiKKM mit x U 3247 0,126 ·4020 P200µm ==0,281kW . 1804 Daraus folgt für 90 µm: 0,252 ·1484,86 kWh WiKKM ==18,33 ;(1484,86 -79,13)·100 ·3,5 ·1,13·10-6 ·4020 t 79,13 und für 200 µm: 0,281·1484,86 kWh WiKKM ==20,57 . (1484,86 -130,93)·100 ·3,5 ·1,58 ·10-6 ·4020 t 130,93 Da nicht die original BOND-Mühle verwendet wurde, sind folgende Änderungen der WiKKM-Werte durch Faktoren notwendig: ‹ Übergang von der Nass- zur Trockenmahlung: k1 = 1/1,3 ‹ Berücksichtigung des vorliegenden Mühlentyps und dessen Betriebsweise unter Einbeziehung des spezifischen Arbeitsbedarfs Wm und der Korngrößen d80 und d’80 über die BOND-WANG-Beziehung [26]. Zunächst wurden die Eingangsdaten für das Diagramm in Abbildung 16 berechnet. 1484,86z80 / d'80 ; mit , z80,90 ==18,76 ; z80,x =d80 d'80 79,13 1484,86 z80,200 ==11,34 . 130,93 Daraus folgt für 90 µm: ; und für 200 µm: z80 / d'80 = 11,34 / 0,01309cm ˜257cm-1 . Aus der Abbildung 16 wurde anschließend der spezifische Arbeitsbedarf für die jeweils angestrebten oberen Korngrößen von 90 µm bzw. 200 µm abgelesen. Da Zementklinker verhältnismäßig schwer mahlbar ist, wurde im Diagramm der Bereich hart - mittelhart gewählt [13]. 3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandet Verfahren 3.4 Bestimmung der Mahlbarkeit nach Bond - 37 Abbildung 16: Bond-Wang-Beziehung Wm,90 ˜ 22,5 kWh/t; Wm,200 ˜ 15,0 kWh/t. Mit Hilfe der ( z80 / d'80 )- und Wm,x–Werte errechnet sich der zweite Faktor fol gendermaßen: W k2,x m,x 22,5 = k2,90 =1/ 2 =0,962 , (547)15,0 (z80 / d'80 )1/ 2 k2,200 =1/ 2 =0,935 . (257) ‹ Eine weitere Möglichkeit der Korrektur des veränderten Mühlendurchmessers stellte der Korrekturfaktor 1/k2‘ dar. Unabhängig von der angestrebten oberen Korngröße und dem spezifischem Arbeitsbedarf bezieht sich k2‘ auf den vorhandenen Mühlendurchmesser D: k2‘ =
0,914 für D > 3,81 m, Unter
Einbeziehung der ermittelten Faktoren wurde aus dem „Arbeits-Index“ der
KARSDORFER-Kugelmühle
WiKKM der
tatsächliche Arbeits-Index Wi
für 90
µm und 200 µm folgendermaßen errechnet. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||