Verfahren zum Anfahren eines Mahlrohrs Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren eines Mahlrohrs mit einer zugeordneten Antriebsvorrichtung, wobei im Betrieb des Mahlrohrs ein Mahlmodus und ein Ladungslösemodus einstellbar sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuervorrichtung, eine Antriebsvorrichtung sowie eine Rohrmühle.

Rohrmühlen werden vorzugsweise zum Mahlen von Materialien wie Erz eingesetzt. Es ist nicht unüblich, dass der Betrieb einer Rohrmühle für eine längere Zeitdauer unterbrochen wird und die Rohrmühle stillsteht. Dies geschieht beispielsweise aus Wartungsgründen. Während des Stillstands der Rohrmühle kann sich das im Mahlrohr der Rohrmühle befindliche Material fes ^¬ tigen und an der Innenwand des Mahlrohrs festkleben. Derartig festgeklebtes, verfestigtes, an der Innenwand des Mahlrohrs haftendes Material wird als festgeklebte Ladung oder auch als "frozen Charge" bezeichnet. Wird die Rohrmühle nach längerem Stillstand wieder in Betrieb genommen besteht die Gefahr, dass sich die festgeklebte Ladung in großer Höhe von der Innenwand ablöst, abstürzt und beim anschließenden Aufschlagen auf das Mahlrohr erhebliche Schäden an der Rohrmühle bewirkt.

Aus der EP 1 735 099 Bl geht zudem ein Verfahren zum Entfernen einer festgeklebten Ladung von der Innenwand eines Mahlrohrs hervor, bei dem durch eine Antriebsvorrichtung der Drehwinkel um mindestens einen vorgegeben Drehwinkel schwin- gend eingestellt wird.

Es existieren bereits Überwachungseinrichtungen bzw. Überwachungsfunktionen in der Steuerung der Rohrmühle, die das Vor handensein festgeklebter Ladungen erkennen und die, wenn das Vorhandensein einer festgeklebten Ladung erkannt wird, die Rohrmühle abschalten. Eine derartige Überwachung des Lastzu ^¬ standes einer Rohrmühle ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 35 28 409 AI beschrieben. Bei einer solchen Überwachungsfunktion kann beispielsweise das beim Anlaufen der Rohrmühle erforderliche Drehmoment kon ^¬ tinuierlich beobachtet und der Maximalwert des Verlaufes wird gespeichert werden. Beim Erreichen des eingestellten Drehwin- kels der Überwachung (z.B. 70°) wird für ein darauffolgendes Zeitfester das aktuelle Drehmoment mit dem gespeicherten Spitzenwert verglichen. Ist das Drehmoment im Überwachungs ^¬ fenster größer als 95% des gespeicherten Maximalwertes, wird auf festgebackene Ladung geschlossen (bei der sich das Dreh- moment bis Drehwinkel 90° kontinuierlich erhöht) und die Rohrmühle wird abgeschaltet.

Insbesondere bei Mühlen, die ohne Stahlkugeln als Mahlhilfe betrieben werden (AG-Mühlen, engl, autogenous mill) ist die Ladung relativ flüssig, so dass sich beim Anfahren keine ausgeprägte Drehmomentspitze ergibt. Damit ist die Bedingung für die Abschaltung durch die Überwachung jedoch erfüllt, obwohl keine festgebackene Ladung vorliegt. Die Mühle wird trotzdem abgeschaltet .

Eine automatische Deaktivierung der oben beschriebenen Überwachungsfunktion ist jedoch nicht zielführend, da auch bei diesen Mühlen die Gefahr besteht, dass das im Mahlrohr befindliche Wasser im Stillstand abfließt und das Material an- schließend festbackt. Daher kann auf die Überwachung nicht verzichtet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders zu ^¬ verlässige Überwachung des Zustands des in einem Mahlrohr ei- ner Rohrmühle befindlichen Materials zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Anfahren eines Mahlrohrs mit einer zugeordneten Antriebsvorrichtung, wobei im Betrieb des Mahlrohrs ein Mahlmodus und ein Ladungslösemodus einstellbar sind, wobei ausgehend von einem Stillzustand des Mahlrohrs:

- das Mahlrohr rotiert wird und bei einem ersten Drehwinkel ein erster Ist-Drehmoment erfasst wird, - anhand des ersten Ist-Drehmoments ein Soll-Drehmoment für einen zweiten, größeren Drehwinkel berechnet wird,

- beim Erreichen des zweiten Drehwinkels ein tatsächliches, zweites Ist-Drehmoment erfasst wird,

- mit Hilfe eines vorgegebenen Schwellbereichs untersucht wird, in wie weit das zweite Ist-Drehmoment vom Soll- Drehmoment abweicht,

- wenn das zweite Ist-Drehmoment innerhalb des Schwellbe ^¬ reichs liegt, der Ladungslösemodus des Mahlrohrs einge- stellt wird,

- anderenfalls das Mahlrohr im Mahlmodus betrieben wird.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuervorrichtung für die Antriebsvorrichtung eines Mahlrohrs zur Durchführung des Verfahrens.

Die Aufgabe wird darüber hinaus erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebsvorrichtung für ein Mahlrohr, umfassend eine solche Steuervorrichtung.

Die Aufgabe wird schließlich erfindungsgemäß gelöst durch ei ^¬ ne Rohrmühle umfassend ein Mahlrohr und eine solche Antriebs ^¬ vorrichtung . Die in Bezug auf das Verfahren nachstehend angeführten Vor ^¬ teile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf die Steuervorrichtung, die Antriebsvorrichtung und die Rohrmühle übertragen. Unter Mahlmodus wird hierbei der normale Betrieb einer Rohr ^¬ mühle verstanden, in dem das Mahlrohl im Hinblick auf ein Zerkleinern oder Zermahlen der Ladung rotiert wird.

Mit Ladungslösemodus wird ein betrieblicher Zustand der Rohr- mühle verstanden, bei dem, wenn eine festgeklebte Ladung de- tektiert wird, Maßnahmen zur Entfernung der festklebenden Ladung von der Innenwand des Mahlrohrs eingeleitet werden. Sol ^¬ che Maßnahmen können sich nach den automatisierten Betriebs- weisen beschrieben in der EP 1 735 099 Bl und in EP 2 525 914 Bl richten. Es kann alternativ z.B. lediglich ein Abschalten der Drehung des Mahlrohrs im Hinblick auf eine manuelle Entfernung der festgeklebten Ladung von der Innen- wand vorgesehen sein.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, durch eine Erfassung des Drehmoments der Antriebsvorrichtung bei zwei verschiedenen Drehwinkeln zu prüfen, ob es sich bei der Ladung des Mahlrohrs um ein „gleitendes" oder festklebendes Material handelt. Das erfasste Drehmoment ist hierbei das Antriebs ^¬ drehmoment (oder alternativ das Lastmoment) des Mahlrohrs. Grundsätzlich gilt, dass im Falle, dass die komplette Ladung eine „frozen Charge" bildet, bei einem Drehwinkel kleiner 90° das Drehmoment der Antriebsvorrichtung stetig ansteigt, so ^¬ lange die Ladung an der Innenwand des Mahlrohrs haftet. Wenn sich jedoch Teile der Ladung beim Anfahren des Mahlrohrs lösen und andere noch an der Innenwand klebend bleiben, ist der Drehmomentanstieg mit der Zeit bzw. mit dem ansteigenden Drehwinkel kleiner als im Falle des totalen frozen Charge.

Basierend auf dieser Kenntnis wird erfindungsgemäß beim An ^¬ fahren des Mahlrohrs das Drehmoment bei zwei Drehwinkeln er- fasst. Beim ersten, kleineren Drehwinkel, ist vergleichsweise wenig von der Ladung beim Anfahren des Mahlrohrs nach unten gerutscht. Anhand von diesem ersten Ist-Drehmoment wird be ^¬ rechnet, welches Drehmoment beim zweiten, höheren Drehwinkel zu erwarten ist, wenn sich die Bedingungen im Mahlrohr nicht mehr ändern. Das tatsächliche Ist-Drehmoment für den zweiten Drehwinkel wird anschließend ebenfalls erfasst, es liegt im Regelfall unterhalb des extrapolierten Soll-Werts, da sich üblicherweise bei ansteigender Höhe der Ladung während der weiteren Rotation des Mahlrohrs mehr Material von der Innenwand löst.

Schließlich wird der Schwellbereich herangezogen, der eine Aussage darüber liefert, in wie weit das Ist-Drehmoment vom Soll-Drehmoment abweicht. Wenn das zweite Ist-Drehmoment deutlich unterhalb des extrapolierten Soll-Drehmoments, au ^¬ ßerhalb des Schwellbereichs liegt, ist davon auszugehen, dass sich die Ladung größtenteils oder sogar komplett von der Innenwand des Mahlrohrs gelöst hat und es kann der normale Mahlbetrieb der Rohrmühle fortgesetzt werden. Wenn jedoch der zweite Ist-Drehmoment innerhalb des Schwellbereichs liegt, bedeutet dies, dass das Material noch größtenteils an der In ^¬ nenwand des Mahlrohrs haftet. Es wird daher der Ladungslöse- modus eingestellt, so dass die Ladung von der Wand gelöst wird, bevor das Mahlrohr weiter gedreht wird.

Durch eine geeignete Wahl des Schwellbereichs ist eine sehr hohe Zuverlässigkeit bei der „frozen Charge" Detektion ge ^¬ währleistet, wodurch die Verfügbarkeit der Rohrmühle eben- falls erhöht wird, da unnötige Abschaltungen und somit Pro ^¬ duktionsausfälle vermieden werden. Ein wesentlicher Vorteil beim vorgeschlagenen Verfahren ist, dass das Verfahren unabhängig von einem Maximalwert des Verlaufs des Drehmoments ist. Zudem ist der Aufwand für die Realisierung des Verfah- rens minimal, da in der Regel alle erforderlichen Messgrößen ohnehin zur Verfügung stehen, sie werden lediglich in eine weitere Software-Funktion in die Steuerung der Rohrmülle implementiert. Darüber hinaus ist das Verfahren drehrichtungs- unabhängig .

Nach einer bevorzugten Weiterbildung werden zur Berechnung des Soll-Drehmoments der Sinus des ersten Drehwinkels und der Sinus des zweiten Drehwinkels herangezogen, insbesondere das Verhältnis des Sinus des ersten Drehwinkel zum Sinus des zweiten Drehwinkels. Dies ist besonders vorteilhaft, da bei fest gebackenem Mahlgut das Drehmoment im Wesentlichen ent ^¬ sprechend einem Sinus des Drehwinkels ansteigt. Eine Berech ^¬ nung des Soll-Drehmoments im zweiten Drehwinkel ausgehend vom ersten Drehwinkel auf Grundlage einer sinusbasierten Extrapo- lation liefert somit das genaueste Ergebnis für das Soll- Drehmoment . Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird aus dem zweiten Ist- Drehmoment und dem Soll-Drehmoment ein Quotient gebildet. Ein solcher Quotient bietet eine besonders einfache Möglichkeit eine Relation zwischen den beiden Werten aufzustellen, um zu untersuchen, wie diese zueinander stehen bzw. wie groß die Abweichung voneinander ist. Alternativ zum Quotienten kann beispielsweise die Differenz aus dem zweiten Ist-Drehmoment und dem Soll-Drehmoment gebildet werden und diese kann eben ^¬ falls mit einem vorgegeben Schwellbereich oder Schwellwert verglichen werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung wird der Schwellbereich durch einen Wert definiert, der insbesondere als Pro ^¬ zentangabe oder eine rationale Zahl angegeben wird. Der Wert bildet dabei die Zahlengrenze für das Verhältnis vom Soll- Drehmoment und dem zweiten Ist-Drehmoment zueinander. Im Fal ^¬ le, dass bei der Auswertung des Ist-Drehmoments gegenüber dem Soll-Drehmoment mit einem Quotient gearbeitet wird, ist die ^¬ ser Quotient stets kleiner 1, wenn das Ist-Drehmoment im Zäh- 1er ist und er Soll-Drehmoment im Nenner ist. Im umgekehrten Fall, wenn beim Quotienten das Soll-Drehmoment im Zähler ist und das Ist-Drehmoment im Nenner ist, ist der Quotient stets größer 1. Entsprechend wird auch der Schwellbereich gewählt. Vorteilhafterweise wird der Schwellbereich als eine Abwei ^¬ chung des zweiten Ist-Drehmoments vom Soll-Drehmoment um 15%, insbesondere um 10%, insbesondere um 5"6 definiert. Um unnöti ^¬ ge Störungen des Betriebs des Mahlrohrs zu vermeiden, ist hierbei der Schwellbereich derart gewählt, dass der Ladungs- lösemodus nur eingeleitet wird, wenn die Abweichung des zwei ^¬ ten Ist-Drehmoments vom Soll-Drehmoment minimal sind, was ein Hinweis dafür ist, dass sich bei der Rotation des Mahlrohrs zwischen dem ersten Drehwinkel und dem zweiten Drehwinkel kaum Material von der Innenwand des Mahlrohrs gelöst hat.

Vorzugsweise liegen der erste und der zweite Drehwinkel un ^¬ terhalb 90°, insbesondere unterhalb 70°. Erfahrungsgemäß wird bei einem Drehwinkel von ca. 70° der Ladungslösemodus einge- leitet, um ein Abstürzen des Mahlguts auf den Boden des Mahlrohrs zu vermeiden, daher wird die oben beschriebene Überprü ^¬ fung in einem Winkelbereich unterhalb 70° durchgeführt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer

Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

FIG 1 schematisch und stark vereinfacht ein Mahlrohr bei vier unterschiedlichen Drehwinkeln,

FIG 2 eine Auswertung des Drehmoments des Mahlrohrs gemäß

FIG 1 über einem Drehwinkel.

Gleiche Bezugszeichen haben in den Figuren die gleiche Bedeu- tung.

In FIG 1 ist symbolisch ein Mahlrohr 2 einer hier nicht näher gezeigten Rohrmühle dargestellt. Dem Mahlrohr 2 ist eine An ^¬ triebsvorrichtung 3 mit einer Steuervorrichtung 4 zugeordnet, welche u.a. das Anfahren des Mahlrohrs 2 ansteuert. Das

Mahlrohr 2 ist mit einem Mahlgut 6, insbesondere Erz, bela ^¬ den, welches weiterhin als Ladung bezeichnet ist.

Das Mahlrohr 2 kann sowohl in einem Mahlmodus als auch in ei- nem Ladungslösungsmodus betrieben werden. Der Mahlmodus stellt den normalen Betrieb einer Rohrmühle dar, bei dem das Mahlrohl im Hinblick auf ein Zerkleinern oder Zermahlen der Ladung rotiert wird. Der Ladungslösemodus ist der betriebli ^¬ che Zustand der Rohrmühle, bei dem, wenn eine festgeklebte Ladung detektiert wird, Maßnahmen zur Entfernung der festklebenden Ladung von der Innenwand des Mahlrohrs eingeleitet werden .

In FIG 1 sind insgesamt vier Zustände der Ladung 6 des Mahl- rohrs 2 je nach Drehwinkel gezeigt. Zi stellt einen Stillzu ^¬ stand bei 0° dar, bei dem die Ladung 6 gleichmäßig verteilt auf dem Boden des Mahlrohrs 2 liegt. Z ₄ stellt die Lage der fest gebackenen Ladung bei einem Drehwinkel ca. 70° dar. Z2 und Z3 stellen die fest gebackene Ladung 6 bei zwei weiteren Drehwinkeln ι, ₂ zwischen 0° und 70° dar.

Ausgehend vom Stillzustand Zi wird der Betrieb der Rohrmühle aufgenommen und das Mahlrohr 2 in Drehrichtung 10 angefahren, indem es um eine Mittelachse A rotiert wird. Bei einem ersten Drehwinkel ι, der kleiner als 90° ist, beispielsweise bei 45°, wird ein Drehmoment T der Antriebsvorrichtung 3 gemessen. Dieser Punkt ist in FIG 1 mit Ml bezeichnet. Bei einem zweiten Drehwinkel ₂ , z.B. 60°, wird im Punkt M2 das Drehmo ^¬ ment T erneut gemessen. Die Messungen können auch bei anderen Drehwinkeln D zwischen 0° und 90° erfolgen, es sind lediglich mindestens zwei Messwerte bei zwei unterschiedlichen Drehwin ^¬ keln erforderlich.

Die Auswertung der Messungen in den Messpunkten Ml und M2 ist in FIG 2 graphisch dargestellt. Hierbei ist das Drehmoment T der Antriebsvorrichtung 3 über dem Drehwinkel D aufgetragen. Mit Vi ist der Anstieg des Drehmoments T bei einer festkle- benden Ladung bezeichnet. V ₂ ist der tatsächliche Verlauf des Drehmoments T beim Anfahren der Rohrmühle. Mit M ist das ma ^¬ ximal auftretende Drehmoment bezeichnet.

Im Bereich B, der im Stand der Technik für die Überwachung der „frozen Charge" herangezogen wird, liegt im gezeigten

Ausführungsbeispiel eine minimale Abweichung des tatsächli ^¬ chen Verlauf V ₂ des Drehmoments T vom maximalen Drehmoment M. Hierbei weist der Verlauf V ₂ keine ausgeprägte Drehmoment ^¬ spitze auf. Herkömmliche Überwachungssysteme würden an dieser Stelle somit den Ladungslösungsmodus regelmäßig einleiten.

Um dies zu vermeiden, wird das Drehmoment T in den Messpunkten Ml und M2 bei ι bzw. ₂ bestimmt. Bei fest gebackenem Mahlgut 6 steigt das Drehmoment T weitgehend entsprechend ei- nem Sinus des Drehwinkels D an, wie aus dem Verlauf von Vi ersichtlich ist. Daher kann aus dem Drehmoment ΤΊ zum ersten Drehwinkel (Messung Ml) über die Beziehung sin (οίι) / sind ( ₂ ) das theoretische Soll-Drehmoment 2S ₀ 11 zum Zeitpunkt M2 bei Drehwinkel CX2 berechnet werden.

Das tatsächliche Drehmoment 21ST im Messpunkt M2 bei CX2 wird zusätzlich gemessen und mit 2 _SOLL verglichen, indem ein

Schwellbereich 8 herangezogen wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schwellbereich als 10% definiert, d.h. es wird untersucht, ob T _2IST mehr als 10% von T _2SOLL abweicht.

Liegt T _2IST mehr als 10% unter T _2SOLL oder ist gleich T _2SOLL , ist davon auszugehen, dass sich das Material von der Innenwand des Mahlrohrs 2 gelöst hat und die Rohrmühle wird ungestört weiter betrieben. Anderenfalls wird z.B. der Ladungslösemodus eingestellt, insbesondere wird die Rohrmühle abgeschaltet oder es wird ein kontrolliertes Rütteln oder Schütteln des Mahlrohrs 2 über eine Anpassung des Antriebsdrehmoments her ^¬ vorgerufen . Zum Vergleich von T2 _SOLL mit T21ST ist der Schwellbereich 8 in der Steuerung 4 hinterlegt oder dieser wird nach Bedarf fallbezogen angegeben. Für die Auswertung wird insbesondere der Quotient von T _2IST und T _2SOLL gebildet und dieser wird mit dem Schwellbereich 8 verglichen. Beim obigen Ausführungsbeispiel, bei dem die Abweichungsgrenze bei 10% definiert ist, ist die Bedingung zum Einleiten des Ladungslösemodus erfüllt, wenn Da

T _2S oLL = i (sin (o ⁽ i) /sin ( ₂ ) ) , gilt :

T21ST < Ti (sin (od) / sind ( 2)) x 0,9. Mit den gemäß FIG 1 verwendeten Drehwinkeln ι=45° und 2=60° lässt sich somit die Bedingung für den Ladungslösemodus ma ^¬ thematisch ausdrücken durch:

Wenn T _2IST jedoch gleich oder größer 10% vom T _2SOLL ist, dann wird der normale Mahlmodus fortgesetzt.