Die Erfindung betrifft einen zweistufigen Mahlkreislauf mit einer Vertikalrollenmühle und einer Rührwerkskugelmühle sowie ein Verfahren zur Herstellung eines gemahlenen Produkts mittels einer zweistufigen Mahlung.

Aus der DE 10 2017 046 834 B4 ist ein zweistufiger Mahlkreislauf zur energiesparenden Zerkleinerung von Hüttensandmehl enthaltenden Zementen bekannt. In der ersten Mahlstufe wird dabei wahlweise eine Kugel-, Gutbettwalzenoder Vertikalmühlenrolle verwendet. Als Mühle der zweiten Mahlstufe kommen insbesondere eine Kugel-, eine Vertikalrollenmühle oder eine Rührwerkskugelmühle zur Anwendung.

Auch aus der DE 195 01 616 AI ist eine Anlage zur Zerkleinerung von Mahlgut, vorzugsweise zur Fein- und Feinstmahlung von vorzerkleinertem Mahlgut bekannt, bei der zur energiesparenden zweistufigen Mahlung eine Rollenpresse bzw. Hochdruckwalzenpresse als erste Mahlstufe und eine Rührwerkskugelmühle als zweite Mahlstufe eingesetzt werden. Dabei ist die erste Mahlstufe mit einem Sichter ausgestattet, der das Grobgut des in der ersten Mahlstufe zerkleinerten Mahlgutes zur Mahlstufe zurückführt. Das Feingut gelangt dann in die zweite Mahlstufe, die wiederum mit einem Sichter kombiniert ist. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Effizienz der zweistufigen

Zerkleinerung zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst.

Der erfindungsgemäße zweistufige Mahlkreislauf besteht im Wesentlichen aus a. einer ersten Mahlstufe, die eine Vertikalrollenmühle mit einem Mahlteller, wenigstens einer mit dem Mahlteller zusammenwirkenden Mahlrolle und einen ersten dynamischen Sichter umfasst, wobei der erste dynamische Sichter einen Feingutausgang zum Austrag von Feingut und eine Grießerückführung zur Rückführung von Grießen zum Mahlteller umfasst, und b. einer zweiten Mahlstufe, die eine durch eine Rührwerkskugelmühle oder eine Kugelmühle gebildete zweite Mühle aufweist, wobei die zweite Mühle einen Einlass und einen Auslass umfasst.

Des Weiteren ist eine Grießeabzugseinrichtung zum Abzug eines Teils der Grieße vorgesehen, die an die Grießerückführung angeschlossen ist und mit dem Einlass der zweiten Mühle in Verbindung steht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines gemahlenen Produkts mittels einer zweistufigen Mahlung sieht vor, dass a. in einer ersten Mahlstufe ein Mahlgut in einer Vertikalrollenmühle mit einem Mahlteller und wenigstens einer mit dem Mahlteller zusammenwirkenden Mahlrolle gemahlen und in einem ersten dynamischen Sichter in Feingut und Grieße gesichtet wird, wobei wenigstens ein Teil der Grieße zum Mahlteller zurückgeführt wird, und b. in einer zweiten Mahlstufe eine weitere Mahlung in einer durch eine Rührwerkskugelmühle oder eine Kugelmühle gebildeten zweiten Mühle stattfindet.

Des Weiteren wird ein Teil der Grieße des ersten dynamischen Sichters abgezweigt und wenigstens teilweise der zweiten Mühle aufgegeben.

Das in der ersten Mahlstufe zu zerkleinernde Mahlgut besteht beispielsweise aus Klinker, wobei weitere Bestandteile, wie Hüttensand, Kalkstein, natürliches und natürlich getempertes Puzzolan, Flugasche, gebrannter Schiefer oder Silikatstaub beigemischt sein können. Auch einzelne der oben genannten Bestandteile können als Mahlgut der ersten Mahlstufe aufgegeben werden. Bei dem herzustellenden, gemahlenen Produkt handelt es sich insbesondere um Zement oder Hüttensandmehl.

Bei den bisher bekannten zweistufigen Mahlkreisläufen werden die Grieße des Sichters des ersten Mahlkreislaufes vollständig zur ersten Mahlstufe zurückgeführt, während lediglich das Feingut zur zweiten Mahlstufe gelangt. Gemäß der vorliegenden Erfindung soll aber nun auch ein Teil der Grieße des ersten Mahlkreislaufes zusammen mit dem Feingut in die zweite Mahlstufe gelangen.

Das der ersten Mahlstufe aufgegebene Frischgut hat üblicherweise eine Partikelgröße bis zu 30.000 μιη. In der Vertikalmühlenrolle wird das zerkleinerte Material über einen Luftstrom zu einem üblicherweise oberhalb des Mahltellers angeordneten Sichters transportiert. Dort wird das Feingut, welches üblicherweise eine mittlere Partikelgröße< 63 μιη aufweist, zusammen mit dem Luftstrom durch den Rotorkorb ausgetragen. Das Grobgut weist eine mittlere Partikelgröße von etwa 45 μιη bis 8.000 μιη und wird durch den Rotorkorb abgewiesen und fällt der Schwerkraft folgend über den Grießekonus zurück auf dem Mahlteller.

Da das Grobgut aber bereits mindestens einmal auf dem Mahlteller zerkleinert worden ist und über den Luftstrom zum Sichter transportiert wurde, besitzt das Grobgut eine deutlich geringere mittlere Partikelgröße (< 8.000 μιη) als das Frischgut (< 30.000 μιη). Diese höhere Feinheit führt zu einer Reduzierung der Mahleffizienz der Vertikalrollenmühle, da durch die breitere Partikelgrößenverteilung auf dem Mahlteller die Packungsdichte der Schüttung erhöht und damit der Lückengrad reduziert wird. Bei der in der Vertikalrollenmühle stattfindenden Gutbettzerkleinerung ist der Lückengrad des Gutbettes vor der Belastung ein Kriterium für die Effizienz der Zerkleinerung. So wird bei einem hohen Lückengrad die Mahlkraft über wenige Partikel abgeleitet, die dadurch stärker belastet und gebrochen werden können. Bei einem geringeren Lückengrad wird die Mahlkraft über eine Vielzahl von Partikeln und eine große Oberfläche abgeleitet, sodass das die einzelnen Partikel deutlich geringer belastet werden. Erfindungsgemäß wird nun ein Teilstrom der Grieße des Sichters nicht mehr zurück auf den Mahlteller geführt, sodass sich dadurch die Packungsdichte des Gutbettes auf dem Mahlteller vor der Belastung entsprechend verringert. Der zweiten Mahlstufe wird demnach nicht nur das Feingut des Sichters der ersten Mahlstufe, sondern auch ein Teil der Grieße des Sichters zugeführt. Dies führt zwar dazu, dass in der zweiten Mahlstufe auch gröberes Mahlgut zerkleinert werden muss, jedoch wird die Effizienz der Vertikalrollenmühle deutlich stärker gesteigert, sodass sich für den gesamten Mahlprozess eine effizientere Zerkleinerung ergibt, die sich insbesondere durch einen geringeren Energieverbrauch auszeichnet.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann zwischen der Grieße- Abzugseinrichtung und dem Einlass der zweiten Mühle eine ein- oder mehrstufige Sichtungs- oder Klassiereinrichtung vorgesehen werden, die einen Eingang für die abgezogenen Grieße und einen ersten Ausgang für gröbere Grieße und einen zweiten Ausgang für feinere Grieße aufweist. Der Eingang der Sichtungs- oder Klassiereinrichtung steht mit der Grießeabzugseinrichtung, der erste Ausgang mit der Vertikalrollenmühle und der zweite Ausgang mit der zweiten Mühle in Verbindung. Dies hat den Vorteil, dass die zweite Mühle nur mit dem feineren Anteil der Grieße des Sichters der ersten Mahlstufe beaufschlagt wird, während die gröberen Grieße zur Vertikalrollenmühle zurückgeführt werden, wodurch sich dort der Lückengrad und damit die Effizienz weiter erhöhen.

Des Weiteren kann auch in der zweiten Mahlstufe ein zweiter dynamischer Sichter mit einem Eingang, einem Feingutaustrag und einem Grobgutaustrag vorgesehen werden, wobei der Auslass der zweiten Mühle mit dem Eingang des zweiten dynamischen Sichters und der Grobgutaustrag des zweiten dynamischen Sichters mit dem Einlass der zweiten Mühle verbunden ist.

Schließlich kann ein Fertiggutsilo vorgesehen werden, der mit dem Feingutaustrag des ersten dynamischen Sichters und/oder zweiten dynamischen Sichters und/oder dem Auslass der zweiten Mühle in Verbindung steht. Beim erfindungsgemäßen Verfahren können des Weiteren die abgezweigten Grieße vor der Aufgabe in die zweite Mühle einer ein- oder mehrstufigen Sichtung oder Klassierung unterzogen werden, wobei gröbere und feinere Grieße entstehen und lediglich die feineren Grieße der zweiten Mühle aufgegeben werden, während die gröberen Grieße zur Vertikalrollenmühle zurückgeführt werden.

Außerdem ist denkbar, dass in der zweiten Mahlstufe eine Sichtung eines in der zweiten Mühle gemahlenen Gutes in einem zweiten dynamischen Sichters stattfindet, wobei ein dabei entstehendes Grobgut zur zweiten Mühle zurückgeführt wird. Ein im zweiten dynamischen Sichter entstehendes Feingut und das Feingut des ersten dynamischen Sichters können als Fertiggut abgezogen und ggf. ein Fertiggutsilo zugeführt werden. Anstelle eines zweiten dynamischen Sichters ist es aber auch denkbar, dass die zweite Mühle als Durchlaufmühle betrieben wird, dessen Austragsgut und das Feingut des ersten dynamischen Sichters als Fertiggut abgezogen werden.

Des Weiteren ist vorgesehen, dass die zweite Mühle, d.h. die Rührwerkskugelmühle bzw. die Kugelmühle trocken, d.h. ohne Zugabe einer Flüssigkeit, betrieben werden.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen zweistufigen

Mahlkreislaufes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen zweistufigen

Mahlkreislaufes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vertikalrollenmühle und Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen zweistufigen Mahlkreislaufes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel

Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel eines zweistufigen Mahlkreislaufes weist eine erste Mahlstufe 1 und eine zweite Mahlstufe 2 auf. Die erste Mahlstufe 1 umfasst eine Vertikalrollenmühle 10, die in Fig. 3 etwas detaillierter dargestellt ist. Sie umfasst insbesondere einen Mahlteller 11, mehrere mit dem Mahlteller zusammenwirkende Mahlrollen 12 und einen dynamischen Sichter 13. Das zu zerkleinernde Frischgut 3 kann neben Zementklinker insbesondere auch eine oder mehrere der nachfolgend aufgeführten Bestandteile aufweisen: Hüttensand, Kalkstein, natürliches und natürlich getempertes Puzzolan, Flugasche, gebrannter Schiefer, Silikatstaub.

Das Frischgut 3 gelangt über eine Frischgutschurre 14 in die Mitte des Mahltellers 11, wo es aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen unter die Mahlrollen 12 gerät. Das unter den Mahlrollen 12 zerkleinerte Material gelangt über den Mahltellerrand und wird dort von einem unterhalb des Mahltellers zugeführten Luftstrom 4 erfasst und zu dem oberhalb des Mahltellers angeordneten, ersten dynamischen Sichters 13 transportiert. Dort wird das Feingut 5 zusammen mit dem Luftstrom 4 über den Feingutausgang 15 abgeführt und einem Zyklonabscheider 6 zugeführt. Das im Zyklonabscheider 6 abgeschiedene Feingut 5 wird als Fertiggut abgeführt. Während ein Teil des durch den Zyklonabscheider 6 gereinigten Luftstromes in einem weiteren Staubabscheider 7 weiter entstaubt wird, wird ein anderer andere Teil als Sichtluft zur Vertikalrollenmühle zurückgeführt. Die Anteile können von 0% bis 100% variieren.

Die im dynamischen Sichter 13 abgewiesenen Grieße 8 werden über eine als Grießekonus ausgebildete Grießerückführung 16 zum Mahlteller zurückgeführt. Am Ende der Grießerückführung 16 ist eine Mischbox 17 vorgesehen, in der die rückgeführten Grieße 8 und das über die Frischgutschurre 14 zugeführte Frischgut 3 miteinander vermischt werden, bevor die Mischung auf das Zentrum des Mahltellers gelangt. An die Grießerückführung 16 ist ferner eine Grießeabzugseinrichtung 18 angeschlossen, über die ein Teil der Grieße aus der Vertikalrollenmühle 10 ausgeschleust werden kann. Diese Grießeabzugseinrichtung 18 wird beispielsweise durch eine Fördereinrichtung gebildet, die in die als Grießekonus ausgebildete Grießerückführung 16 hineinragt. Dort wirkt die Abzugseinrichtung 18 beispielsweise mit einem Sammeltrichter 19 zusammen, um einen Teil der vom Rotor abgewiesen Grieße 8 auf die Grießeabzugseinrichtung 18 zu leiten.

Die zweite Mahlstufe 2 weist eine als Kugelmühle oder als Rührwerkskugelmühle ausgebildete zweite Mühle 20 auf, die einen Einlass 21 und einen Auslass 22 umfasst. Die Grießeabzugseinrichtung 18 steht entweder direkt oder indirekt über eine Sichtungs- oder Klassiereinrichtung 23 mit dem Einlass 21 der zweiten Mühle 20 in Verbindung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine solche Sichtungsoder Klassiereinrichtung 23 vorgesehen, die wahlweise ein- oder mehrstufig ausgebildet sein kann. Sie trennt die über die Grießeabzugseinrichtung 18 abgeführten Grieße in gröbere Grieße 8a und feinere Grieße 8b. Die gröberen 8a werden zusammen mit dem über den Rand des Mahltellers 11 nach unten fallenden Mahlgutes 8c über ein Becherwerk 30 und eine ggf. erforderliche weitere Fördereinrichtung 31 zur Frischgutschurre 14 zurückgeführt. Die feineren Grieße 8b gelangen hingegen über den Einlass 21 in die zweite Mühle. Über den Auslass 22 der zweiten Mühle 20 wird das zerkleinerte Fertiggut 9 abgeführt und über geeignete Fördereinrichtungen mit dem Feingut 5 des Zykonabscheiders 6 zusammengeführt. Ein ggf. in der zweiten Mühle 20 verwendeter Luftstrom wird in einem Staubabscheider 24 entstaubt.

Im zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist auch in der zweiten Mahlstufe 2 die zweite Mühle 20 mit einem dynamischen Sichter 25 kombiniert, sodass das zerkleinerte Gut der zweiten Mühle 20 zunächst dem zweiten dynamischen 25 aufgegeben wird, dessen Grobgut 25a dem Einlass 21 der zweiten Mühle 20 aufgegeben wird, während das Feingut in einem Abscheider 26 als Fertiggut 9 abgeschieden wird. Im dritten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist ebenfalls in der zweiten Mahlstufe 2 eine zweite Mühle 20 eingesetzt, jedoch wird hierbei das Produkt der zweiten Mahlstufe dem Sichter der VertikalroUenmühle über die Sichterdecke aufgegeben, so dass die Produktfeinheit über den dynamischen Sichter 13 der VertikalroUenmühle eingestellt werden kann.