5.2 Versuchsauswertung der Durchlaufmahlung

5.2.1 Durchsätze der Cylpebse- und Kugelmahlung - 54

Abgesehen von den unterschiedlichen Aufgabekörnungen, sind zwischen den Versuchen 2 und 6 bzw. 3 und 7 gleiche Beziehungen festzustellen. In Abbildung 26 sind die Durchsätze der DmC und DmK dargestellt. Sowohl bei den Durchlaufmahlungen mit s = 1,5 cm als auch bei s = 1,0 cm sind mit steigender Mahlfeinheit der Aufgaben keine linearen Anstiege der Durchsätze vorhanden. Vom Versuch 1 bzw. 5 zum Versuch 2 bzw. 6 erhöhen sich die Durchsätze mit steigender Feinheit der Aufgabekörnung. Die Literaturrecherche blieb diesbezüglich ergebnislos. Es ist anzunehmen, dass nach den ersten Mahlprozessen mit Cylpebsen V1 und V6 unabhängig von der Spaltweite Mahlprodukte entstanden, welche eine das Transportverhalten begünstigende Kornform aufweisen. Die sich anschließenden Versuch 2 bzw. 6 verzeichnen jedoch bei weiter steigender Mahlfeinheit eine Abnahme der Durchsätze.

‹ Durchlaufmahlung mit Stahlkugel

Die Untersuchung der Durchlaufmahlung mit Stahlkugeln setzt sich aus drei Versuchen mit einer Spaltweite von 1,5 cm und weiteren zwei Versuchen mit einer Spaltweite von 1,0 cm zusammen. Entsprechend der Cylpebsemahlung beinhaltet die folgende Auflistung der Durchlaufmahlungen mit Kugeln die Aufgaben- und Produktbezeichnungen sowie die zugehörigen Durchsatzleistungen.

DmK Durchgang 1: DmK Durchgang 2:

Versuch 1: Spaltweite = 1,5 cm Versuch 4: Spaltweite = 1,0 cm Aufgabe: Klinker < 4,0 mmAufgabe: Klinker < 4,0 mm Produkt: Dm1K1,5 Produkt: DmK51,0 Durchsatz: 111,2 kg/h Durchsatz: 91,6 kg/h

Versuch 2: Spaltweite = 1,5 cmVersuch 5: Spaltweite = 1,0 cm Aufgabe: Dm1K1,5 Aufgabe: Dm5K1,0 Produkt: Dm2K1,5 Produkt: Dm6K1,0 Durchsatz: 94,0 kg/h Durchsatz: 33,8 kg/h

Versuch 3: Spaltweite = 1,5 cm Aufgabe: Dm2K1,5 Produkt: Dm3K1,5 Durchsatz: 46,1 kg/h

Analog zur Durchlaufmahlung mit Cylpebsen, sind auch bei den Kugelmahlungen mit größerem Spalt höhere Durchsätze festzustellen. In der Abb. 26 wird deutlich, dass die Durchsätze der Kugelmahlungen unter denen der vergleichbaren Cylpebsemahlungen liegen. Bereits Versuchsmahlungen von HUSEMANN

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5.2.1 Durchsätze der Cylpebse- und Kugelmahlung - 55

u.a. zeigten, dass unter den gewählten Bedingungen Zementklinker kleiner 1 mm bzw. kleiner 5 mm in Mühlen mit glatter Mühlenpanzerung Cylpebse Zementklinker ungefähr in der gleichen Weise wie Kugeln zerkleinern. Dagegen ermöglichen Cylpebse ein wesentlich besseres Transportverhalten des Mahlgutes als Kugeln, aber erfordern einen 20 bis 30% höheren spezifischen Arbeitsbedarf. Das bessere Transportverhalten durch die Cylpebse wird durch die kürzere Einlauf- und Verweilzeit des Mahlgutes, die höhere Transportgeschwindigkeit und den niedrigen Vermischungskoeffizienten deutlich [10]. Die Untersuchungen im Rahmen die Diplomarbeit haben gezeigt, dass die genannten Unterschiede zwischen Kugeln und Cylpebse unter bestimmen Bedingungen auch auf andere Panzerungsarten bspw. mit Hubbalken übertragbar sind. Für Cylpebse wurde von HUSEMANN u.a. im Vergleich zu Kugeln ein geringerer Schlupf, stärkeres Anheben der Füllung sowie ein aufgelockerter und erhöhter Anteil fallender Mahlkörper festgestellt. Weiterhin besteht auf Grund des besseren Transportverhaltens bei Cylpebsen eine Reserve, z.B. zur besseren Verhinderung der Agglomeration [10].

Unterschiedliche Durchsätze können sich auch aus verschiedenen Mahlkörperfüllungsgraden ergeben. SCHNATZ und KNOBLOCH leiteten u.a. aus umfangreichen Betriebsversuchen an industriellen Mahlanlagen ab, dass durch Absenken des Mahlkörperfüllungsgrades von üblichen 28-30% auf Werte von = 20% der Durchsatz dabei in ähnlicher Größenordnung gemindert wurde [16].

Im Kapitel 2.3.2.2 wurden bereits die Mahlkörperfüllungsgrade für:

‹ Cylpebse ?KF,C = 20,5 %, bzw.

‹ Stahlkugeln ?KF,K = 18,0 % errechnet.

Der zuvor geschilderte Zusammenhang zwischen der Abnahme von Mahlkörperfüllungsgrad und der Durchsatzleistung kann mit den eigenen Versuchsergebnissen untermauert werden. Die allgemein niedrigeren Durchsätze der Kugelmahlungen (Abb. 26) wurden mit einem gegenüber den Cylpebsen geringeren Füllungsgrad erzielt. Es wird hier aber darauf hingewiesen, dass die Gattierungen der Mahlkörperarten z.T. erheblich voneinander abweichen (Vergleich Tab. 1). Neben dem Mahlkörperfüllungsgrad beeinflussen die Feinheit und Zusammensetzung der Mahlkörpergattierung den Durchsatz. Diesbezüglich wurden im Rahmen dieser Arbeit keine Untersuchungen vorgenommen. Zur Klärung dieser Zusammenhänge werden bzw. wurden entsprechende Versuche im Bereich Forschung und Entwicklung der KRUPP POLYSIUS AG durchgeführt [16].

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5.2.1 Durchsätze der Cylpebse- und Kugelmahlung - 56

Im Gegensatz zur Cylpebsemahlung ist bei der Kugelmahlung in den Versuchen einer Spaltweite mit steigender Feinheit der Aufgabekörnung eine Abnahme der Durchsätze zu erkennen. Aufgrund versuchtechnischer Schwierigkeiten konnten keine weiteren, die Tendenz bestätigenden Versuche durchgeführt werden. Bereits nach Versuch 3 bzw. Versuch 5 kam es verstärkt zur Anlagerung von Mahlgut im Eckbereich zwischen Trommelmantel und Wandung, dem Bereich des Austragsspaltes. Durch Verstopfungen des Spaltes erhöht sich die Mahlgutmasse im Mühlenraum, welche nach Beseitigen der Verstopfung mittels Aufgaberegelung auf den Ausgangszustand reduziert werden musste. Durch diese Problematik wurde die Vielfalt der Ergebnisse und somit auch die Eingangsdaten für die Modellierung der Durchlaufmahlung beschränkt.

‹ Die unterschiedlichen Durchsätze der Kugel- und Cylpebsemahlung haben

zur Folge, dass bei den Kugelmahlungen die Beanspruchungszeiten bzw.

ereignisse der Partikel und somit auch die Produktfeinheiten steigen.

Ergänzend zur Thematik der Durchsatzveränderungen bzw. -verringerungen wird im Hinblick auf die weitere Nutzung der Kugelmahl-Sicht-Anlage auf den Verschleiß der am Zerkleinerungsprozess beteiligten Panzerung und Mahlkörper hingewiesen. Beispielsweise verringerte sich mit zunehmendem Verschleiß der Panzerung in einer Grobkammer einer mahltechnisch gut abgestimmten Zement-Verbundmühle der Mühlendurchsatz um bis zu 18% [28]. Der verstärkte Panzerungsverschleiß ist unter anderem, auf die in Grobkammermühlen vorherrschende Kataraktbewegung der Mahlkörperfüllung mit überwiegend größeren Mahlkörpern zurückzuführen. Ökonomisch günstig scheint es, die Panzerung von Zementmühlen dann auszuwechseln, wenn der Mühlendurchsatz um etwa 15% gesunken ist [28]. HANKE untersuchte die Durchsatzverringerung infolge Mahlkugelabnutzung und simulierte den Gewichtsverlust von Mahlkugeln am Modell einer Kreislaufmahlung [7]. Für das Ausmaß des Rückgangs an Durchsatzleistung infolge der Mahlkugelabnutzung ergaben sich zwei mittelbare Einflüsse: Gattierungsart und Zementfeinheit. Je nach Einflussnahme dieser beiden Faktoren ist es möglich, dass mit dem Gewichtsverlust der Mahlkugeln um einen bestimmten Anteil sich die Durchsatzleistung um weit mehr als diesen Anteil verringert [7]. Im Kreislaufbetrieb braucht jedoch eine Qualitätsminderung des Mahlgutes, verursacht durch den Gewichtsverlust der Mahlkörper bzw. den Verschleiß der Mühlenpanzerung, nicht befürchtet zu werden.