Anwendungstechnik | Leistungsfähige Mahlkörper in Großmühlen

Untersuchungsbericht
"Geschmiedete Stahlmahlkugeln -
wirtschaftliche und leistungsfähige Mahlkörper in Großmühlen"

Erschienen in der Zeitschrift "AUFBEREITUNGSTECHNIK 34 (1993) Nr. 4."

J.J.Allen, Sheffield/England*),W.M.Litzkuhn, Köln**) und F.Martecchini, Udine/Italien***)

Zusammenfassung Die Beurteilung von Mahlkörpern wird nach Verschleißfestigkeit und Mahlarbeitsleistung vorgenommen. Viele Autoren stellen fest, dass die Form des Mahlkörpers eine sehr wichtige Bedeutung für das Mahlverhalten hat. In einer Mahlanlage für hochsilikathaltigem Sand zur Herstellung von Glasbetonsteinen wurde ein umfassender Vergleichstest von Stahlkugeln in der Abmessung 26 mm und später 30 mm und Cylpebs in der Abmessung 22 x 22 mm durchgeführt. Dabei ergaben sich eindeutige Vorteile für Stahlmahlkugeln hinsichtlich des Verschleißes, des spezifischen Energieverbrauchs und des Mühlendurchsatzes. Die Produktqualität (Blaine-Wert) wurde mit beiden Mahlkörperformen einwandfrei sichergestellt. Aufgrund der positiven Testergebnisse wurde die Produktionsanlage von Cylpebs auf geschmiedete Stahlkugeln umgestellt.

EINLEITUNG

Über den entscheidenden Einfluss der Mahlkörperform auf die Mahleffektivität ist mehrfach berichtet worden [1-3]. Insbesondere Herbst und Lo [3] belegen, dass bei konstanten Betriebsvoraussetzungen und gleichem Aufgabematerial Stahlkugeln gegenüber Cylpebs erheblich effizienter sind und einen Vorteil von 5-20% sowohl bei der Energieeinsparung als auch bei der Durchsatzerhöhung haben.
Unterschiede im Mühlenbetrieb wie Durchsatzveränderungen, Energieaufnahmeschwankungen und Mahlgutverschleiß erschweren die Ermittlung der Kosten-Effektivität von verschiedenen Mahlkörperformen. In der Praxis wird üblicherweise nur auf der Basis der Verschleißrate (Gewichtsverlust der Mahlkörper (in g) , bezogen auf das Gewicht des Mahlgutes (in t) oder auf die Energieaufnahme (in kWh)) und des Mahlkörperpreises, kalkuliert. Mahlleistungskriterien wie Durchsatz (t/h), Energieverbrauch (kWh) und Produktfeinheit (D₈₀, Blaine, usw.) sind wichtige Bestandteile der Kostenkalkulation. Im folgenden wird über einen Produktionstest in einer Mahlanlage für silikathaltigen Sand zur Herstellung von Gasbetonsteinen berichtet. Ziel dieses Versuches war die Feststellung, welcher Mahlkörper am kostengünstigsten arbeitet in einem Anwendungsfall, in dem normalerweise ein sehr hoher Mahlkörperverbrauch aufgrund der Abrasivität des Mahlgutes auftrat. Alle wichtigen Parameter des Mühlenbetriebes wurden sorgfältig vom Betriebs- und Versuchspersonal ermittelt und mit den aus der vorhergehenden Betriebsphase vorhanden Werten für Weißgußcylpebs verglichen.

MAHLKREISLAUF

Der Mahlkreislauf ist durch folgende Daten gekennzeichnet:

Mühlentyp:	British Rema – Naßmahlung offener Kreislauf
Mühlendurchmesser:	2,01 m Innenseite Panzerung
Mühlenarbeitslänge:	6,5 m
Mühlenleistung:	500 PS
Mühlendrehzahl:	22 U/min
Mühlenaustrag:	Schlitzaustragswand (Schlitze etwa 8 mm)
Mühlenfüllung:	27-30 t
Festbestandteile des Mahlgutes:	66-69%
Mahlgut:	96,4 % SiO₂

Die Siebanalyse des Aufgabenmaterials geht aus Tabelle 1 hervor.

Tabelle 1: Siebanalyse des Aufgabegutes

Abmessung (Micron)	Anteil in Gew.-%
2300	100
1800	99
600	92
300	70
150	10

Die typischen Produktionswerte liegen bei 2400-2600 Blaine mit einem Rückstand von 17-22 % auf 90 µm.
Der offene Mahlkreislauf der untersuchten Anlage war besonders geeignet für einen schnellen Vergleich der Mahleigenschaften verschiedener Mahlkörper. Anpassungen oder Veränderungen aufgrund des Mahlkörperwechsels waren nicht notwendig.
Normal wurde die Mühle in der Vergangenheit mit Weißgußcylpebs 22 x 22 mm betrieben. Während des Jahres 1990 wurden 10 % hochchromhaltige Gußkugeln mit Cylpebs nachchargiert. Die durchschnittliche Verschleißrate für die ersten zwei Monate im Jahre 1991 lag bei 4,35 kg/t. Tabelle 2 zeigt die durchschnittlichen Ergebnisse für die ersten zwei Monate im Kalenderjahr 1991.
Da diese Ergebnisse mit den vorherigen von der Produktion ermittelten Werten identisch sind, können sie als Vergleichswerte für den Test zugrunde gelegt werden.

Tabelle 2: Mühlendaten im Betrieb mit Cylpebs

Durchsatz	14,96 t/h
Verschleißrate	4,33 kg/t
Energieverbrauch	21,84 kWh/h