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5.1 Versuchsauwertung der Chargenmahlung 5.1.3 Vergleich der Chargenmahlungen mit Cylpebsen und Kugeln - 50 - Chargenmahlung Kugel-Cylpebse-Beziehung, t=4,0 0.010 0.1 1 10 100 1000 10000 Korngröße x / µm Abbildung 24: Chargenmahlung, Vergleich der Verteilungsdichte und Durchgangskennlinien von CmC4,0 und CmK4,0 In Abbildung 24 sind die Verteilungsdichte und Durchgangskennlinien von CmC4,0 und CmK4,0 dargestellt. Nach 4,0 h ist der mit fortschreitender Mahldauer wachsende Peak im Korngrößenbereich zwischen 1,0 und 2,0 µm bei der Chargenmahlung mit Kugeln stärker ausgeprägt als bei der Cylpebsemahlung. In der Abbildung 24 sind für die Korngrößen von 4,0 bis 20 µm keine signifikanten Abweichungen in Abhängigkeit von der Mahlkörperart vorhanden. Im gröberen Körnungsbereich sind jedoch nochmals markante Unterschiede erkennbar. Bei der Cylpebsemahlung wird der maximale Peak bei ca. 40 µm (Abb. 23) nicht im gleichen Umfang wie bei der Kugelmahlung reduziert. Die maximale Korngröße der Cylpebsemahlung liegt über dem Größtkorn der Kugelmahlung. Zusätzlich ist im Vergleich zur Cylpebsemahlung bei der Kugelmahlung nach gleicher Mahldauer kein Ansteigen der gröberen Korngrößen vorhanden. Eine mögliche Agglomerationsneigung bei erhöhter Feinheit ist somit bei der Verwendung von Kugeln als Mahlkörper mit durchschnittlich geringerem Durchmesser unwahrscheinlicher. ‹ Spezifische Oberfläche Eine Vorraussetzung für die Untersuchung der Zerkleinerung im Chargenbetrieb ist eine möglichst konstante Mahlgutmenge. Die einzige Veränderliche bleibt die Zeit. Da bereits für die Korngrößenuntersuchungen Material dem Mahlprozess entnommen wurde, beschränken sich die Untersuchungen der spezifischen Ober 5.1 Versuchsauwertung der Chargenmahlung 5.1.3 Vergleich der Chargenmahlungen mit Cylpebsen und Kugeln - 51 fläche bei den Chargenmahlungen auf die Endprodukte mit einer Mahldauer von 4,0 h. In Abhängigkeit von den verwendeten Mahlkörpern wurden die Chargenmahlungen CmC4,0 und CmK4,0 untersucht. Die Ergebnisse der spezifischen Oberflächen mittels PC-Blaine-Star bzw. Handblaine-Gerät sind in Abbildung 25 zusammengefasst. Die mittels PC-Blaine-Star ermittelten Oberflächen zeigen mit 8293 cm²/g für CmC 4,0 und 8275 cm²/g für CmK 4,0 sehr hohe und annähernd identische Werte. Aufgrund der mit steigender Oberfläche wachsenden Ungenauigkeit der automatisierten Bestimmung von Sm und den unterschiedlichen x80-Werten von CmK 4,0 und CmC 4,0 (Abb. 24) wurden mit dem Handblaine-Gerät der Firma TONI TECHNIK zusätzliche Untersuchungen durchgeführt. Auch bei diesem Durchströmungsverfahren bildet die CARMAN-KOZENY-Gleichung die physikalische Grundlage. Für die Berechnungen der Sm-Werte wurden verschiedene e-Werte untersucht. Die Ergebnisse mittels Handblaine-Gerät von 4953 - 5823 cm²/g zeigen gegenüber denen des PC-Blaine-Star geringere spezifische Oberflächen. Die Protokolle der Bestimmung der spezifischen Oberfläche mittels Handblaine-Gerät und Blaine-Star sind im Anhang VIII enthalten. Der für Zemente übliche e-Wert liegt bei e= 0,52. In Übereinstimmung mit den ermittelten x80-Werten besitzt CmK 4,0 (x80 = 16,6 µm) mit 5425 cm²/g im Vergleich zu CmC 4,0 (x80 = 23,5 µm) mit 5250 cm²/g eine höhere Oberfläche. Abbildung 25: Spezifische Oberflächen von CmC4,0 und CmK4,0 Zusammenfassend kann gesagt werden, dass mit gegebener Gattierung und Mahldauer bei der geringfügig energieaufwändigeren Chargenmahlung mit Kugeln gegenüber der Chargenmahlung mit Cylpebsen Produkte mit höherer Mahlfeinheit und schmalerem Körnungsband erzeugt wurden. 5.2 Versuchsauswertung der Durchlaufmahlung 5.2.1 Durchsätze der Cylpebse- und Kugelmahlung - 52 5.2 Versuchsauswertung der Durchlaufmahlung Bei dem stationären Prozess der Durchlaufmahlung bleiben alle Mengenströme und Prozessparameter als Funktion der Zeit konstant. Für die Prozessbeschreibung und spätere Modellierung der Durchlaufmahlung entfällt somit die Zeit als Kenngröße. Von Bedeutung sind vielmehr ein konstanter Aufgabemengenstrom, gleichbleibende Korngrößenverteilung des Aufgabegutes und stetige Beanspruchungen im Prozessraum. Folgerichtig bleiben auch der Mengenstrom des Produkts und dessen Korngrößenverteilung konstant. Ausschlaggebende Kenngröße ist neben der Korngrößenverteilung die Durchsatzmenge. Wie schon erläutert, kamen verschiedene Aufgabekorngrößen zum Einsatz, indem erzeugte Produkte wieder als Aufgabematerial verwendet wurden. Mit den unterschiedlichen Korngrößenverteilungen des Aufgabegutes veränderten sich die Durchsatzmengen der Mahlungen. Weiterhin beeinflusst die Variation der Spaltweite die Menge der Durchsätze. Beispielsweise verringert sich als Folge einer Verkleinerung der Spaltweite von 1,5 cm auf 1,0 cm die Durchsatzmenge, d.h. bei konstantem Massenstrom steigt mit zunehmender Beanspruchungs- bzw. Verweilzeit der Partikel die Produktfeinheit. Das dargestellte Beispiel der Bezeichnung einer Durchlaufmahlung veranschaulicht die Bedeutung und Systematik. Spaltweite
in cm 5.2.1 Durchsätze der Cylpebse -und Kugelmahlung ‹ Durchlaufmahlung mit Cylpebsen Es wurden insgesamt sieben Durchlaufmahlungen mit Cylpebsen durchgeführt. Die folgende Übersicht gibt Auskunft über die Bezeichnungen der Aufgaben und Produkte sowie die zugehörigen Durchsatzleistungen der Mühle. Die vollständigen Protokolle der Durchlaufmahlungen mit Energieverbrauch und Durchsätzen sind im Anhang VI abgebildet. 5.2 Versuchsauswertung der Durchlaufmahlung 5.2.1 Durchsätze der Cylpebse- und Kugelmahlung - 53 - DmC Durchgang 1: DmC Durchgang 2: Versuch 1: Spaltweite = 1,5 cm Versuch 5: Spaltweite = 1,0 cm Aufgabe: Klinker < 4,0 mmAufgabe: Klinker < 4,0 mm Produkt: Dm1C1,5 Produkt: Dm5C1,0 Durchsatz: 171,7 kg/h Durchsatz: 110,9 kg/h Versuch 2: Spaltweite = 1,5 cmVersuch 6: Spaltweite = 1,0 cm Aufgabe: Dm1C1,5 Aufgabe: Dm5C1,0 Produkt: Dm2C1,5 Produkt: Dm6C1,0 Durchsatz: 223,4 kg/h Durchsatz: 125,8 kg/h Versuch 3: Spaltweite = 1,5 cmVersuch 7: Spaltweite = 1,0 cm Aufgabe: Dm2C1,5 Aufgabe: Dm6C1,0 Produkt: Dm3C1,5 Produkt: Dm7C1,0 Durchsatz: 90,1 kg/h Durchsatz: 71,1 kg/h Versuch 4: Spaltweite = 1,0 cm Aufgabe: Dm3C1,5 Produkt: Dm4C1,0 Durchsatz: 63,2 kg/h Im Vergleich der Durchgänge 1 und 2 der Durchlaufmahlungen mit Cylpebsen wird bezüglich der Spaltweite die logische Schlussfolgerung bestätigt, dass das Herabsetzen der Spaltweite von 1,5 auf 1,0 cm eine Verringerung der Durchsätze zur Folge hat. Bei annähernd gleicher Korngrößenverteilung des Aufgabegutes ist beispielsweise beim Versuch 1 mit einer Spaltweite von 1,5 cm und 171,7 kg/h gegenüber Versuch 5 mit s = 1,0 cm und 110,9 kg/h ein höherer Durchsatz vorhanden. Abbildung
26: Durchsätze der Cylpebse- und Kugelmahlungen |