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2 Theoretische Grundlagen 2.3 Prozessparameter von Mahlkörpermühlen - 19 2.3.3 Zerkleinerungsgrad, -erfolg Von grundlegendem Interesse ist bei der Zerkleinerung natürlich das Ergebnis des Mahlvorgangs. Mit Hilfe des Zerkleinerungsgrads bzw. -erfolges können durch die masse- und oberflächenbezogene Zerkleinerungsarbeit die Energieausnutzung, der energetische Wirkungsgrad und die Zerkleinerungsverhältnisse gekennzeichnet werden. Letztere vergleichen die Korngrößenverteilungen des Zerkleinerungsproduktes und Aufgabegutes und stellen Relationen granulometrischer Kenngrößen dar. Verschiedene Definitionen von Zerkleinerungsgraden sind im Gebrauch. Sie sind zum Teil von maschinentechnischen Größen wie z.B. der Maulweite abhängig. Bei der Grob- und Mittelzerkleinerung (> 1 cm Aufgabegut) mit Backen- und Kegelbrechern ist beispielsweise das Wirksame bzw. Scheinbare Zerkleinerungsverhältnis der Zerkleinerungsmaschine von Interesse [17, 26]. Bedeutsam für den Erfolg der Fein- und Feinstzerkleinerung sind die Zerkleinerungsverhältnisse charakteristischer Einzelwerte. Sie beziehen sich auf die mittlere Korngröße nm, auf definierte Korngrößen (z.B.: n50, n80, nmax ˜ n95) und das Verhältnis der gesamten Korngrößenverteilungsdichte. Der Quotient der Verteilungsdichten des Aufgabegutes und des Produktes kennzeichnet die Kornanreicherung. dx,Aufgabe Verhältnis : n = x dx,Pr odukt Aus der graphischen Darstellung der Kornanreicherung ist ablesbar, welche Kornklassen weniger bzw. bevorzugt im Zerkleinerungsprozess entstanden sind. Von den Korngrößen unabhängige Kennwerte zur Einschätzung des Zerkleinerungserfolges sind die massebezogene bzw. oberflächenbezogene Zerkleinerungsarbeit. Die massebezogene Zerkleinerungsarbeit Wm eignet sich für allgemeine Vergleiche von Zerkleinerungsprozessen bezüglich des Energieaufwandes. WWW=WA = m ; m ?A W – geleistete Arbeit der Maschine m – zerkleinerte Masse Die oberflächenbezogene Zerkleinerungsarbeit WA bezieht sich auf den durch Zerkleinern entstandenen Oberflächenzuwachs ?A. 2 Theoretische Grundlagen 2.4 Versuchsprogramm - 20 2.4 Versuchsprogramm Abbildung 7: Versuchsprogramm 2 Theoretische Grundlagen 2.4 Versuchsprogramm - 21 Die Vorzerkleinerung und die Kleintechnische Mahlung orientieren sich an den Einstellmöglichkeiten der Kugelmahl-Sicht-Anlage. Aufgrund der Mühlenbauweise wurde der Zementklinker vor den Mahlversuchen auf die Aufgabekorngröße von 4,0 mm vorgebrochen und anschließend die Kugelmühle im Chargen-und Durchlaufbetrieb gefahren. Im folgenden Abschnitt 3 wird das Aufgabematerial mit Hilfe der Verfahren und Methoden in Abbildung 7 analysiert und charakterisiert, bevor im vierten Kapitel der Arbeit näher auf die Durchführung der kleintechnischen Mahlung eingegangen wird. Im Anschluss an die Versuchsauswertung und die Produkt analyse im Kapitel 5 befasst sich das Kapitel 6 mit der Modellierung der Kugel mühle aus den aufbereiteten Versuchsdaten der durchgeführten Mahlungen. Die Grundlage für den Modellierungsprozess bilden die Korngrößenverteilungen des Aufgabegutes und der Zerkleinerungsprodukte. 3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandet Verfahren 3.1 Sieb- und Korngrößenanalyse - 22 3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandte Verfahren 3.1 Sieb- und Korngrößenanalyse Die Klassierung disperser Schüttgüter dient der Trennung und Einteilung von Körnerkollektiven in Korngrößenfraktionen. Das Aufgabegut und ausgewählte Mahlprodukte wurden bei 125 µm abgesiebt, um bei der Korngrößenanalyse mittels Laserbeugung eine repräsentative Probenahme zu gewährleisten. Oberhalb der Trenngrenze von 125 µm wurde eine Siebanalyse und unterhalb davon eine Laserbeugungsanalyse durchgeführt. Im Anschluss an diese Verfahren wurden die Ergebnisse mittels Anschlussanalyse zusammengefügt. 3.1.1 Siebanalyse Die Siebklassierung erfolgt nach dem kleinsten in einer Richtung auftretenden Durchmesser eines Kornes. Die Siebanalyse wird durch verschiedene Einflussgrößen bestimmt, dies sind u.a. Körnungsbereich, Grenzkorn, Wassergehalt, Kornform und Kornfestigkeit. Siebanalysen wurden vom Aufgabegut des Mahlbarkeitstests (Tab. 2) und von der Aufgabe für die kleintechnische Mahlung angefertigt. Das Aufgabematerial für die kleintechnische Mahlung mit Cylpebsen bzw. Kugeln wurde aus je einem Big-Pack entnommen und getrennt untersucht (Tab. 3 und 4). • Siebanalyse des Aufgabematerials für den Mahlbarkeitstest Tabelle 2: Durchgangswerte des Aufgabematerials für den Mahlbarkeitstest 3 Charakterisierung des Aufgabematerials und angewandet Verfahren 3.1 Sieb- und Korngrößenanalyse - 23 Die
Siebanalyse des Aufgabegutes für den Mahlbarkeitstest wurde mit den
in d80 = 1485,7 µm •Siebanalyse des Aufgabematerials für die KMSA – Mahlung mit Cylpebsen Die Siebmaschenweiten und die zugehörigen Durchgangswerte der Siebanalysen des Aufgabematerials für die Kugelmahl-Sicht-Anlage können den Tabellen 3 und 4 entnommen werden. Die Ergebnisse sind in den Diagrammen 8 und 9 graphisch dargestellt. Tabelle 3: Durchgangswerte des Aufgabematerials für die KMSA – Cylpebse Siebanalyse Aufgabegut, Cylpebse-Mahlung 100 200 400 600 800 1000 2000 4000 Korngröße x / µm Abbildung
8: Durchgangskennlinie des Aufgabematerials für die KMSA – Cylpebse |