6.3 Modellierung der Durchlaufmahlung

6.3.1 Modellierung mittels Durchsatzleistung als Kenngröße - 91

6.3 Modellierung der Durchlaufmahlung

Im diesem Kapitel werden die Erstellung und Beurteilung geeigneter Zerkleinerungsmodelle für die Kugelmühle der KMSA im Durchlaufbetrieb behandelt. Zielstellung war es, die realen Produkte der Cylpebse- und Kugelmahlungen mit unterschiedlichen Spaltbreiten zu simulieren und brauchbare Zerkleinerungsmodelle für die Durchlaufmahlungen:

-DmC 1,5: Cylpebse, Spaltweite = 1,5 cm, -DmC 1,0: Cylpebse, Spaltweite = 1,0 cm, -DmK 1,5: Kugeln, Spaltweite = 1,5 cm, -DmK 1,0: Kugeln, Spaltweite = 1,0 cm zu erstellen.

Für die Berechnung eines Zerkleinerungsmodells sind mindestens drei Mühlenmodelle erforderlich. Aufgrund versuchstechnischer Schwierigkeiten standen für die Modellierung der zuletzt genannten Durchlaufmahlung DmK1,0 nicht genügend Ausgangsdaten zu Verfügung.

6.3.1 Modellierung mittels Durchsatzleistung als Kenngröße

Die Durchsatzleistung einer Durchlaufmahlung bezeichnet eine Kenngröße, die mit den Massengutströmen Informationen über die Beanspruchungszeiten und folglich auch über die Häufigkeit von Beanspruchungsereignissen des Mahlguts beinhaltet. Demzufolge liefert beispielsweise eine Durchlaufmahlung bei gegebener Aufgabekörnung mit einem niedrigeren Durchsatz aufgrund vermehrter Beanspruchungen ein feineres Zerkleinerungsprodukt.

Es wurden die Methoden der relative Kornanreicherung mit der gebräuchlichen Normierung von Q* = 80 % sowie die standardisierte Kornanreicherung mit den Grenzen der Normierung 05/95 und 10/99 untersucht.

Die analysierten Zerkleinerungsmodelle ZKM r_pcr Q= 80%, ZKM s_pcr 05/95 und ZKM s_pcr 10/99 mit der Durchsatzleistung als Kenngröße sind für die Simulation der Durchlaufmahlungen DmC1,0; DmC1,5 und DmK1,5 nicht geeignet. Begründet wird diese Feststellung mit den sehr seltenen und geringen Übereinstimmungen zwischen den simulierten und realen Produkten, welche eher zufällig auftreten und nicht als repräsentativ angesehen werden können (siehe Tab. 12 und Anhang XI-h). Selbst bei den Cylpebse- und Kugelmahlungen eines Durchgangs treten die simulierten Produkte nicht in der logisch richtigen Reihenfolge auf. Dies wird in Abbildung 52 auf der folgenden Seite stellvertretend am Beispiel der s_pcr 05/95 des ersten Durchgangs der Cylpebsemahlung verdeutlicht. Abbildung 52a) zeigt die realen Produkte der Durchlaufmahlung.

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6.3.1 Modellierung mittels Durchsatzleistung als Kenngröße - 92

Das Aufgabegut des dritten Durchlaufs V3 A entspricht dem realen Produkt V2 P (Abb. 52 a, blauer Graph). Jedoch zeigt in Abb. 52 b) das simulierte Produkt sim.P.V3 (grün) gegenüber sim.P.V2 (rot) eine gröbere Korngrößenverteilung. Die logische vorgeschriebene Reihenfolge der Produkte konnte mit den auf der Durchsatzleistung basierenden ZKM nicht simuliert werden. Alle mittels Durchsatzleistung als Kenngröße simulierten Produkte zeigen vergleichbare Unstimmigkeiten und werden mit den realen Produkten im Anhang XI-h vergleichend dargestellt.

Die Zerkleinerungsmodelle der Durchlaufmahlungen wurden aus drei maximal vier Kornanreicherungen gebildet. Durch diese am Minimum befindliche Anzahl ist es möglich, dass einzelne Kornanreicherungen mit eventuell nicht korrekten Kenngrößen zu stark im Zerkleinerungsmodell berücksichtigt werden.

Im Diagramm der Abbildung 26 auf Seite 52 ist die Kenngröße Durchsatzleistung der Cylpebse- und Kugelmahlungen dargestellt. Die Durchsätze der DmC zeigen im Durchgang eins und zwei einen diskontinuierlichen Verlauf. Bei der DmK kann aus den zwei bzw. drei Durchsatzwerten keine fundierte Tendenz festgelegt werden. Diese Tatsachen erschweren die Modellierung bzw. machen sie mit dem Durchsatz als alleinige Kenngröße nicht durchführbar.

Der die Produktfeinheit bestimmende Durchsatz der Kugelmühle wird von der Korngrößenverteilung der Aufgabe, von der Mahlkörperart und der Gattierung, der Spaltweite und dem Transportverhalten des Mahlgutes beeinflusst. Die Abhängigkeit des Durchsatzes von der Spaltweite bzw. den Mahlkörpern wurde durch die Unterteilung in mehrere einzelne Zerkleinerungsmodelle ausgeschlossen. Der Einfluss des vermutlich mahlkörper- und korngrößenabhängigen Transportverhaltens des Mahlgutes auf den Durchsatz kann derzeit nicht berücksichtigt werden, da keine zusätzliche Kenngröße definiert werden konnte, welche speziell das Transportverhalten des Mahlgutes hinreichend beschreibt.

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6.3.2 Modellierung mittels x80-Wert des Aufgabegutes als Kenngröße - 93

6.3.2 Modellierung mittels x80-Wert des Aufgabegutes als Kenngröße

Aus den im vorigen Kapitel beschrieben Problemen musste die Modellierung der Durchlaufmahlung an einer neuen charakteristischen granulometrischen Kenngröße durchgeführt werden. Da gröberes Aufgabegut eine höhere Anzahl von Fehlstellen aufweist und sehr feines Aufgabegut sich bereits im Bereich der Mahlbarkeitsgrenze dieses Zerkleinerungsverfahrens befinden kann, liegen für unterschiedliche Aufgabekorngrößen auch unterschiedlicher Zerkleinerungserfolge vor. Aufgrund dessen sollte die neue Kenngröße die Partikelgrößenverteilung des Aufgabegutes ausdrücken. Die Komplexität der Aufgabekörnung lässt sich mit einer Kenngröße nur annähernd und relativ ungenau beschreiben. Als aussagekräftige und oft für Spezifikationen von Körnungen herangezogene Kenngröße wurde der x80-Wert für die Modellierung ausgewählt. Er gibt den Zahlenwert der Aufgabekorngröße bei einem Durchgang von Q = 80 % an. Im Ergebnis der Kenngrößenproblematik wurde für die Modellierung der Durchlaufmahlungen die Kenngröße vom Durchsatz auf den x80-Wert des Aufgabegutes geändert.

Aufgrund guter Ergebnisse in der Modellierung der Chargenmahlung wurde für die Durchlaufmahlung zunächst die Methode der standardisierten Kornanreicherung mit s_pcr 05/95x80 ausgewählt und betrachtet. Die Ergebnisse der mittels s_pcr 05/95x80 simulierten Durchlaufmahlung DmC1,5 , DmC1,0 bzw. DmK1,5 treten im jeweiligen Durchgang in der logisch richtigen Produktreihenfolge auf. In diesem Punkt wurde mit Hilfe des neuen Kennwertes (x80-Wert) gegenüber der Modellierung mittels Durchsatz-Kenngröße eine Verbesserung erreicht. Abbildung 53 zeigt beispielsweise die mittels s_pcr 05/95x80 und r_pcr Q=90%x80 simulierten Produkte des ersten Durchgangs der Cylpebsemahlung. Im Anhang IX-i sind in den Diagrammen die simulierten Produkte des ZKM s_pcr 05/95D und des ZKM s_pcr 05/95x80 den realen Produkten gegenübergestellt. In den

Standardisierte Kornanreicherung s_pcr 05/95, (x80) Relative Kornanreicherung r_pcr Q=90%, (x80)