用于研磨潮湿物料的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于在立式辊磨机中研磨潮湿物料的方法和装置，尤其适合用于水泥生产以及潮湿水泥生料、水泥熟料和其它潮湿材料的研磨。为了避免湿润物料之间或潮湿物料和干燥物料之间的不利反应，尤其是在水泥混合物的生产中，并且为了达到研磨和过滤工序的优化，增加的能效和保持所期待的产品质量和磨机产量，提供潮湿物料的预干燥，在集成到辊磨机的预干燥单元中进行。预干燥的物料经过拒收回路和过滤器，在那里将细料分离以首次进入研磨室，并供应到研磨阶段。直流的管式干燥器优选为集成到立式辊磨机中的预干燥装置，并从位于上部磨机区域中的至少一个变换机构竖直地延伸到用于热气流的环形气体排出口，所述气体排出开口围绕着研磨盘。
【专利说明】用于研磨潮湿物料的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于研磨潮湿物料的方法以及根据权利要求11的前序部分的用于研磨潮湿物料的装置。
[0002]本发明尤其适合用于水泥工业以及研磨潮湿水泥生料，所述潮湿水泥生料本质上是具有不同含水量的石灰岩和黏土石的混合物。
【背景技术】
[0003]水泥生料或者其他潮湿研磨物料(例如煤炭)可特别有利地在立式辊磨机中，例如在莱歇(L0ESCHE)型的风扫式辊磨机中，以已知方式经受研磨-干燥工序。另外，提供本发明是为了将在燃烧过程中形成的水泥熟料进行研磨。熟料的研磨工序在改进的、带有研磨和制备辊的莱歇风扫式辊磨机中可尤其高能效地、高吞吐量地实施，在该研磨工序期间，将例如以下所列的添加的骨料与热的、干燥的熟料一起研磨，所述骨料如:炉渣砂或粒状炉渣、例如工业废石膏形式的石膏、石灰岩、火山灰和飞灰，以生产不同品质的粘合剂。
[0004]从莱歇股份有限公司(LOESCHE GmbH) 2009年3月的“用于水泥生料的莱歇磨机”和2008年I月的“用于水泥和粒状炉渣的莱歇磨机”的招股说明书中可得知用于潮湿水泥生料和用于将水泥熟料与骨料或替代材料一起研磨的研磨方法以及用于采用立式辊磨机、尤其是风扫式辊磨机来实施所述方法的设备，在该设备中，为了研磨-干燥工序，热气流经位于旋转的研磨盘和磨机壳体之间的气体排出口进入研磨室，并且粉碎的研磨物料在研磨物料-气体流中被送入分类器，所述设备还具有拒收回路。
[0005]在如DE 10 2005 040 519 B4所述的用于研磨热的潮湿物料、尤其是水泥、熔渣、
炉渣和粒料的方法中，高的研磨/干燥效率是如此实现的:除了生料温度以外，热气的进气温度显著地由具有最大湿度的生料的湿度决定，并且为了调节气体-产物混合物的预定的分类器排出温度，将冷却气体从环状气体排出口的上方引入，并且在分类器的上游从热气中分离到立式磨机中并掺入到研磨物料-气体混合物中。
[0006]当研磨水敏性的研磨物料和含有水敏性的研磨物料的混合物时，反应可在磨室中通过温度、体积、压力和水蒸汽饱和状态来产生，从化学、物理和/或矿物学观点来说，这些反应是研磨物料和/或混合物的组分自身之间的反应。这些反应可能导致研磨产品和所需的水泥品质降低。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的是提供研磨潮湿物料、尤其是用于水泥生产的潮湿生料和具有潮湿物料的混合物的方法和装置，所述方法和装置极大地避免了潮湿混合物组分或分别为潮湿和干燥的物料的不利反应，同时，以提高的能效优化了研磨和分级工艺，并且保持了所需的产品质量和磨机的生产量。
[0008]所述方法通过权利要求1的特征来实现所述目标，所述装置通过权利要求11的特征来实现所述目标。有用的和有利的实施方式包含在从属权利要求中以及对附图的说明中。
[0009]本发明的基本思路在于避免潮湿物料与干燥物料在磨室、尤其是研磨室中直接接触。
[0010]根据本发明，在送入磨机之后和实际研磨工序之前，对要被粉碎的潮湿物料直接地实施温和的预干燥操作。在其送入实际的研磨工序之前，通过在磨机中干燥研磨物料，避免了潮湿的研磨物料和干燥的研磨物料之间的直接接触。
[0011]所述潮湿物料可以具有相对于干质量最闻达17%的湿度和闻达约50mm的粒直径。
[0012]优选在配备气封部的进给单元的帮助下供应所述潮湿物料。
[0013]根据本发明，潮湿物料的预干燥在预干燥单元中进行，所述预干燥单元集成在立式辊磨机中，并以以下方式设计:在研磨床中避免潮湿物料和干燥物料之间的直接接触和各组分之间的产生湿度的相互作用，并且避免在先的干燥物料和潮湿物料的共同运输。
[0014]根据本发明，在集成的预干燥单元中预干燥的一部分物料到达拒收回路，并且其余部分的物料在热气流的帮助下到达分类器，所述热气流通过环形设置在研磨盘周围的气体排出口送入研磨室。送回到研磨室中的来自拒收回路的预干燥物料和在分类器中拒收的预干燥物料的粗料在研磨室中经历第一研磨工序，所述粗料被有效地集中送入研磨盘。
[0015]在集成的预干燥单元中预干燥的物料在拒收回路和分级过程中经历进一步干燥是有利的。
[0016]另一个优势是，在细度相当的情况下，细料在分类器或分离器中已经从随上升的研磨物料-气体流送入的预干燥的进料中分离，并且随细料-气体流除去，以便将在分类器中被拒收的、无细料的预干燥材料的粗料与粗料或被粉碎的研磨物料的筛上物一起送回到研磨室，预干燥的物料的粗料在此研磨室中经历第一研磨工序。
[0017]根据本发明的装置，集成到辊磨机的预干燥单元与环形设置在研磨盘周围的气体排出口按以下方式相连接:预干燥的物料在离开集成的预干燥单元后，或是被上升的热气流夹带并送入分类器中，或是例如由于局部过量的团块而穿过所述热气流，并通过设置在研磨盘周围的热气入口向下进入磨机的拒收回路。
[0018]集成的预干燥单元从位于上部磨区中或分类器之上的用于要粉碎的潮湿物料的进给单元开始延伸，一直向下至设置于环形的热气排出口之上并相对接近该热气排出口的至少一个排出口，并且大致上在其全部高度或相应长度上都输进热气，尤其在具有供应的潮湿物料的单向料流中输进热气。所需的预干燥在该装置中进行，从而保证将预干燥的物料输送到分类器或拒收回路中，并伴随着对去掉细料的预干燥的物料的后续研磨。
[0019]因此，已经到达拒收回路的预干燥的物料可以经历至少一个分离工序，这是有利的。到此为止，由于分离了足够精细的预干燥的物料，仅较粗的预干燥的物料返回到研磨室中进行第一研磨工序。
[0020]在一个相对简单的构造设计中，集成的预干燥单元具有至少一个管式干燥器。所述管式干燥器可以在辊磨机内从上部磨区中的风扫式辊磨机的现有的气封部，优选潮湿物料的进给单元(例如回转式气塞或送料机)开始尽可能竖直地或以陡峭的角度进料，并且可以通过在研磨盘外围的环形热气排出口之上的排出口而结束。
[0021]至于集成到辊磨机或固定到其上的分类器，至少一个管式干燥器可固定在分类器上，优选地，所述管式干燥器是具有相同物料和热气流方向的单向料流管式干燥器。备选或附加地，可以固定到磨机或分类器的壳体。
[0022]管式干燥器的直径可达约300_，而管式干燥器或管式干燥器部分的生产量可达约 40t/h。
[0023]辊磨机中的管式干燥器的数量、尺寸规格以及设置可根据磨机的尺寸以及进料量和所要粉碎的潮湿物料的组成来变化。
[0024]有利地，在单向料流预干燥器中通过两个热转换来进行潮湿进料的预干燥:一方面通过处于热气从中流过的磨机体中的干燥器壳体，另一方面通过在管式干燥器中引导的热气流，该热气流可与潮湿研磨物料一起在单向料流中被输送到所述管式干燥器。
[0025]如果送入各管式干燥器的热气流是从辊磨机的热气流分支出来的气体子流，则是尤为有利的。在将潮湿物料送入管式干燥器后，一个气体子流或多个气体子流直接从例如环形的热气源有效地运送。
[0026]每个管式干燥器或管式干燥器部分的气体子流构成最大1.5%的磨机标称气体体积，其中磨机标称气体体积理解为磨机的最佳操作所需的分类器排出的气体量。该气体量通过为研磨而经过的进料、提供的磨机的生产性能以及磨机大小来限定。其在磨机设计中确定。
[0027]预干燥的物料可在环形设置在研磨盘周围的气体排出口之上的一些区域中从(一个或多个)管式干燥器中排出，在所述区域中，相对有限的研磨物料被研磨盘抛掉，并且可以避免增加磨机的磨损程度，所述区域例如位于沿研磨盘的旋转方向观测的相应研磨辊的上游。
[0028]为了避免进料点的高质量密度，对单向料流管式干燥器在出口处提供至少一个分散机构是有意义的。通过采用分散机构，离开的预干燥的进料可以成扇形散开，而不是以线的形式到达磨机壁或者通过研磨盘进入研磨回路。
[0029]可将分散锥体以及优选将板状机械部件或旋转螺旋桨设置在管式干燥器的末端作为分散机构。另外，可形成研磨盘或者研磨板的周围区域和尤其是提供的挡料凸缘或挡料圈，来用作分散机构。
[0030]分散机构或者管式干燥器的相应排出口设置在研磨盘或环形的气体排出口之上的直至约0.5m。
[0031]根据本发明的方法和根据本发明的装置的优点在于，在集成的预干燥单元中、特别是在至少一个单向料流预干燥器中预干燥的进料，已经在分类器或分离器中与干燥细料分离，并因此将已经去掉细粒的预干燥的粗料进行研磨。其对随后的研磨工序具有有益效果。通过预干燥，将对于研磨工序而言必要的辊磨机性能最优化。实现了研磨辊和整个辊磨机的平稳运行和振动、磨机生产量和整个辊磨机上的压差，降低了热气流、操作压力以及磨损。在研磨工序期间抑制了研磨床的组分之间的基于湿度的相互作用，并且还抑制了干燥的研磨物料和潮湿的研磨物料在先的共同输送，这是很必要的。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]以下将参照附图进一步说明本发明，下列在附图中以示意性的方式显示:
[0033]图1显示具有根据本发明的装置的设备图解；
[0034]图2显示集成到立式辊磨机中的预干燥单元；
[0035]图3显示具有集成的预干燥单元的立式辊磨机沿着图2中的线II1-1II的俯视图；
[0036]图4显示集成的预干燥单元的分散机构；以及
[0037]图5显示作为备选设计的分散机构。
【具体实施方式】
[0038]图1显示具有用于研磨水泥和粒状炉渣的莱歇型立式辊磨机的研磨设备。立式辊磨机2是具有集成的分类器9的风扫式辊磨机，分类器9在图1以高度示意的方式显示。参考图2和图3。
[0039]潮湿物料13 (例如人造或天然火山灰、低灰、硅尘、石灰岩和诸如天然和工业石膏的硫酸钙化合物)通过一个或多个输送带22从物料的进料斗23作为磨机进料而运输到辊磨机2，并进入用于潮湿物料13的具有气封部的至少一个进给单元3。
[0040]在图1中，回转式气塞形式的进给单元3设置在辊磨机2的上部区域并且在分类器9之上，而根据图2的立式辊磨机2装备了两个进料单元3，每一个进料单元3分别地分配给集成的预干燥单元10的管式干燥器11。
[0041]为了预干燥供应的潮湿物料13，直接在各进给单元3下面以及在具有集成的分类器9的辊磨机2内设置预干燥单元10 (参见图2)。预干燥单元可有利地由管式干燥器11构成，其遵循例如图2和图3的样式。潮湿物料13从至少一个进给单元3直接进入该集成到辊磨机2中的预干燥单元10中，借助于热气17干燥，热气17通过位于集成的预干燥单元10上端的热气进给部20来供应，并且因而正好在潮湿物料13进入集成的预干燥单元10以后供应。
[0042]带有集成的分类器9和集成的预干燥单元10的辊磨机2包括带有旋转研磨盘5的研磨室4、在磨床上旋转的固定研磨辊6以及可选的制备辊(图2)。
[0043]研磨盘5在外围上设置有挡料凸缘16，并且被环形气体排出口 8包围，用于研磨室4中的研磨-干燥工序和用于上升至分类器9的研磨物料-气体流和流向例如过滤器(图1)的分离单元25的后续的细料-气体流24的热气从环形气体排出口 8吹出。位于研磨盘5和磨机壳体27之间的环形气体排出口 8设置有用于旋流的导向单元14，例如叶片或喷嘴的圆形组。
[0044]除了潮湿物料13的进给单元3以外，辊磨机2还配备了用于输送干燥物料29 (例如熟料)的单元19 (参见图1)。单元19与对应设置的进料槽37相连接(参见图2)以将物料居中地送到研磨盘5和用于后续的研磨。
[0045]来自进料斗30的干燥物料29借助于至少一个运输机构31来进行供应，运输机构31还运送被研磨盘5冲下并越过挡料凸缘16的粗料，这些粗料下降并到达拒收回路21 (图1)。因此，该物料与干燥物料29 —起通过用于居中送料的单元19回到研磨室4中并在此粉碎。通常地，在辊磨机2和运输机构31之间设置另外的运输机构26，例如升降输送机，用于来自辊磨机2的预干燥的物料15。
[0046]集成到辊磨机2的预干燥单元10与拒收回路21以及分类器9相连，使得在预干燥单元10中预干燥的部分物料15通过环形热气排出口 8运送到拒收回路21，与干燥物料29和离心的研磨物料一起经过用于居中送料的机构19初次到达研磨室4中，且它们可被一起研磨，没有不利影响。
[0047]图2的集成的预干燥单元10具有两个单向料流管式干燥器11，单向料流管式干燥器11几乎竖直或者至少以相对陡峭的角度并且彼此相对(图2和图3)地设置在辊磨机2中。管式干燥器可固定到集成的分类器9和/或磨机壳体27或分类器壳体上。
[0048]图2阐明单向料流管式干燥器11从上部磨区延伸至大约研磨盘5和挡料凸缘16的高度，并相应设置有位于用于磨机热气的环形气体排出口 8之上的排出口 12。同时，它们设置成排出口 12位于相应的研磨辊6的上游的区域中，从而从研磨轨道被抛掉的研磨物料以最低量出现在所述区域中。从而有可能避免增加磨机中的磨损水平。单向料流管式干燥器11的排出口 12与热气排出口 8的距离可达50cm。
[0049]为了避免进料点的高质量密度，可在单向料流管式干燥器11的排出口 12的区域设置分散机构32 (参见图4和图5)。这些分散机构32确保离开的预干燥的研磨物料15成扇形散开并且不以线形到达磨机壁或者经研磨盘5进入研磨回路。
[0050]在单向料流管式干燥器11中预干燥的部分物料15向下降落(尤其是由于过量的团块)，通过用于磨机热气的环形气体排出口 8，到达拒收回路21并在该回路(图1)中进一步干燥。
[0051]另一部分离开单向料流管式干燥器11的预干燥的物料被辊磨机2的热气流7合并，并且在上升的研磨物料-气体流中传到分类器9。在分类器9，例如LSKS分类器中，细料与粗料分离，并且也有利地实现了来自在集成的预干燥单元10中预干燥的物料的细料的分离。因而，多达100%的原潮湿进料可被分离为具有相应细度的产品并且随细料-气体流24输送到分离单元25(图1)。
[0052]潮湿并且目前预干燥的物料的粗料被分类器9拒收，该粗料通过大号物料锥体18(图2)首次向研磨盘5进料并为研磨而供应。在分类器9中分离预干燥的细料并供应相关的去掉细粒的粗料，这对研磨工序具有特别有利的效果。
[0053]图3显示，离开单向料流管式干燥器11的预干燥的物料15的分散或者扇形散开不仅可以通过位于排出口 12的区域中的额外的分散机构32(图4和5)来进行，而且可以借助于挡料圈16来进行。挡料圈16可以具有相应设计，以便离开的预干燥的物料15可以成扇形散开。
[0054]位于管式干燥器11的排出口 12的区域中的分散机构32例如如图4和图5所示。分散锥体33分别设置在排出口 12的外部，以星形或波束形状而延伸几乎越过管式干燥器11的横截面的旋转螺旋桨34(图4)或板状元件35(图5)位于管式干燥器11内且靠近排出口 12，并且保证了预干燥的物料15从管式干燥器11中有利地扇形散开。
[0055]图1显示，集成的预干燥单元10可以用从用于立式辊磨机2的热气管道7分流的热气子流17来操作。在热气生成器28和立式辊磨机2之间的区域中可以实现该分流，并且用于热气子流17的热气进给部20可以在进给单元3之下直接进入到集成的预干燥单元10中(也参见图2)。
【权利要求】
1.用于在立式辊磨机中研磨尤其用于水泥生产的潮湿物料的方法，其中，所述潮湿物料(13)通过进给单元(3)送入带有旋转研磨盘(5)和在其上旋转的固定研磨辊(6)的研磨室(4)中，粉碎并且同时借助热气流(7)干燥，所述热气流(7)通过环形设置在研磨盘(5)周围的气体排出口(8)进入所述研磨室(4)， 其中，将被研磨盘(5)抛入环形的气体排出口⑶的研磨物料以及在分类器(9)中被拒收的来自研磨物料-气体流的粗料通过拒收回路(21)送回所述研磨室(4)，同时将细料-气体流(24)送入分离单元(25)， 其特征在于: 将送入辊磨机(2)之后的潮湿物料(13)先送入集成到辊磨机(2)中的预干燥单元(10)中，并且在所述预干燥单元(10)中预干燥，预干燥的物料(15)在分离细料后通过拒收回路(21)和通过分类器(9)成比例地送入所述研磨室(4)，以进行第一研磨工序。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于: 在集成的预干燥单元(10)中预干燥的物料(15)在研磨盘(5)和环形气体排出口(8)之上从集成的预干燥单元(10)中排出，并且部分地随着热气流(7)进入分类器(9)，部分地进入拒收回路(21)，并且 将来自拒收回路(21)的预干燥的物料(15)和来自分类器(9)的无细料的粗料居中地送入研磨盘(5)并进行研磨。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于: 供应相对于干质量而言湿度最高达17%、颗粒直径最大达约50mm的潮湿物料(13)，并且在集成的预干燥单元(10)中借助于热气(17)预干燥所述潮湿物料(13)。
4.根据权利要求1到3中任意一项所述的方法，其特征在于: 在集成的预干燥单元(10)中借助于在单向料流中进给的热气(17)预干燥所述潮湿物料(13)。
5.根据权利要求1到4中任意一项所述的方法，其特征在于: 在集成的预干燥单元(10)中借助于从辊磨机(2)的热气流(7)中分流的至少一个热气子流(17)预干燥所述潮湿物料(13)。
6.根据权利要求2到5中任意一项所述的方法，其特征在于: 将在集成的预干燥单元(10)中预干燥的物料(15)分散，在研磨盘(5)和环形气体排出口(8)之上扇开，并且从集成的预干燥单元(10)中排出。
7.根据权利要求1到6中任意一项所述的方法，其特征在于: 预干燥单元(10)按以下方式设计:热气流(17)中的潮湿物料(13)几乎竖直地向下进给，并且从位于研磨盘(5)和/或环形气体排出口(8)之上的排出口(12)排出。
8.根据权利要求1到7中任意一项所述的方法，其特征在于: 至少一个管式干燥器(11)用作集成的预干燥单元(10)，根据辊磨机的大小和/或潮湿物料(13)的量和组分预先确定管式干燥器(11)在辊磨机(2)中的数量、尺寸和布置。
9.根据权利要求1到8中任意一项所述的方法，其特征在于: 高达100%的细料从进给到分类器(9)的预干燥的物料(15)中分离，并且在细料-气体混合物(24)中排出，在分类器(9)中被拒收的粗料居中地送入研磨盘(5)并进行研磨。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于: 分类器(9)集成到辊磨机(2)中，并且所拒收的粗料通过大号物料锥体(18)居中地输送到研磨盘(5)。
11.用于研磨潮湿物料、特别是水泥生料的装置，所述装置具有立式辊磨机(2)、分类器(9)和拒收回路(21)， 其中，所述辊磨机(2)包括带有旋转的研磨盘(5)、在研磨盘上旋转的固定的研磨辊(6)，以及围绕着研磨盘(5)的用于热气流(7)的环形气体排出口⑶的研磨室(4)，用于研磨干燥所供应的潮湿物料(13)，以及向分类器(9)气动式运输粉碎的物料和气动式运输细料-气体流(24)中的在分类器(9)中分离的细料；所述拒收回路(21)包括用于被研磨盘(5)冲下并且向下穿过气体排出口(8)的物料的运输机构(26)，还包括用于将物料居中地进给到研磨盘(5)的机构(19)，所述装置特别用于执行根据权利要求1到10中任意一项所述的方法， 其特征在于: 预干燥单元(10)集成到辊磨机(2)以将供应的潮湿物料(13)预干燥，所述预干燥单元(10)与环形气体排出口(8)、与分类器(9)以及与拒收回路(21)功能性相连接，以便将预干燥的物料(15)进给到研磨盘(5)和研磨辊(6)处以进行第一研磨工序。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于: 集成的预干燥单元(10)从位于辊磨机(2)上部区域中且在分类器(9)之上的用于要粉碎的潮湿物料(13)的至少一个进给单元(3)开始延伸至靠近研磨盘(5)外围上的环形气体排出口(8)的排出口(12)，并设置为陡峭的，直至竖直的。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于: 至少一个管式干燥器(11)设置为集成的预干燥单元(10)，并且固定在辊磨机壳体(27)上，或者当分类器(9)集成布置在辊磨机(2)上时固定到分类器(9)和/或分类器的壳体上。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于: 集成的预干燥单元(10)包括设置为靠近用于潮湿物料(13)的进给单元(3)的热气进给部(20)。
15.根据权利要求12到14中任意一项所述的装置，其特征在于: 集成的预干燥单元(10)包括至少一个单向料流管式干燥器(11)，所述单向料流管式干燥器(11)的排出口(12)设置在研磨盘(5)和环形气体排出口(8)之上的预定距离处，并设置在沿研磨盘的旋转方向观测的研磨辊(6)的上游。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于: 集成的预干燥单元(10)在排出口(12)的区域中相应地设置有分散机构(32)，和/或设计有研磨盘(5)的边缘区域或挡料凸缘(16)以分散预干燥的物料(15)。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于: 所述分散机构(32)以分散锥体(33)和板状机械部件(35)或旋转螺旋桨(34)的形式设置在排出口(12)的区域。
18.根据权利要求11到17中任意一项所述的装置，其特征在于: 分类器(9)集成到辊磨机(2)上，或者放置在辊磨机的上部，或设置在辊磨机(2)下游。
19.根据权利要求11到18中任意一项所述的装置，其特征在于: 环形气体排出口(8)由喷嘴或叶片(14)的圆形组构成。
20.根据权利要求11到19中任意一项所述的装置，其特征在于: 设置在集成的预干燥单元(10)上游的潮湿物料(13)的进给单元(3)和用于将预干燥的物料从拒收回路居中进给到研磨盘(5)上的单元(19)设计作为带有气封部的物料锁定机构，例如回转式气塞。
【文档编号】B02C23/22GK104245142SQ201280072317
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2012年10月17日
【发明者】卡尔海因里希·齐斯克, 托马斯·莱斯驰, 雨果·迈林, 拉金德拉·普拉尼克 申请人:德国莱歇公司