Walzenverdichtung

Jerry Cain, Präsident, Innovative Process Applications | 22. Juni 2023

Ein typisches Walzenverdichtungssystem besteht aus einer ersten Zuführvorrichtung, einem Walzenverdichter, einer Mühle, einem Sieb und einem Förderband. Das Material gelangt in den Kompaktor (über die Doppelschneckenkonstruktion), wird kompaktiert, gemahlen und gesiebt, um das Recycling vom Endprodukt zu trennen. Die Fein- und Überschüsse werden mit frischem Futter vermischt und wieder in den Kompaktor zurückgeführt. Manchmal ist eine Sekundärmühle zum Nachmahlen von Überschüssen, auch als Nachmahlschleife bekannt, von Vorteil, um die Gesamtproduktionsrate des Systems zu erhöhen.

Im Idealfall erzielt ein Walzenverdichtungssystem eine Ausbeute im ersten Durchgang von 50 % oder mehr. Wenn ein einzelnes Mühlenverdichtersystem eine Ausbeute von 35 % oder weniger erzeugt, wird ein sekundärer Mahlkreislauf dringend empfohlen, um die Ausbeute auf mindestens 45–50 % zu erhöhen.

Ein typisches Walzenverdichtungssystem besteht aus einer ersten Zuführvorrichtung, einem Walzenverdichter, einer Mühle, einem Sieb und einem Förderband.

Sekundärmahlen ist in Systemen mit hohen Produktionsraten oder wenn die objektive Partikelgrößenverteilung (PSD) eng ist, üblich. Von einer zusätzlichen Mühle sollte eine Steigerung der Gesamtproduktausbeute um 8 bis 20 % erwartet werden, abhängig vom System, der Integrität des Zufuhrmaterials und dem erforderlichen PSD. Der Anbau einer Sekundärmühle ist wirtschaftlich effizient, wenn damit zwei Hauptziele erreicht werden:

1. Übt eine größere Kraft auf das Partikel aus als die Primärmühle2. Erzeugt eine Partikelgröße, die dem objektiven PSD entspricht

In einem Walzenverdichtungssystem werden als „Overs“ alle Partikel betrachtet, die größer sind als die obere Siebgröße einer Siebmaschine. Es ist bekannt, dass Overs überschüssige Wärme erzeugen und den Gesamtertrag des Systems verringern, wenn sie durch einen Verdichter recycelt werden. Wenn in einem System diese Bedingungen auftreten, ist ein sekundärer Mahlkreislauf eine kostengünstige Lösung mit schneller Kapitalrendite.

Overs, die die primären Mühleneinstellungen „überstanden“ haben, sind jetzt härter, kleiner, gleichmäßiger und erfordern mehr Energie, um das Granulat zu zerkleinern. Die Verwendung des gleichen Messertyps, der gleichen Rotorgeschwindigkeit und des gleichen Siebs in der sekundären Mühle wird wenig bis gar keinen Nutzen bringen, da die Overs bereits dieser Kraft ausgesetzt waren und sich während der primären Mahlung nicht auf den angestrebten PSD reduziert haben. Um die Leistung des Systems zu optimieren, sollte eine Sekundärmühle mit einem anderen Messertyp, einer anderen Geschwindigkeit und einem anderen Sieb konfiguriert werden. Die Verwendung der gleichen Mühleneinstellungen im Mahlgutkreislauf würde dazu führen, dass sich Überschüsse im Kreislauf ansammeln, was dazu führen würde, dass die Sekundärmühle mit einer hohen Stromstärke arbeitet und das obere Siebdeck überlastet.

Um die höchste Produktausbeute aus der Sekundärmühle zu erzielen, muss eine größere Kraft auf die Partikel ausgeübt werden, um sie auf die gewünschte Partikelgröße zu zerkleinern. IPA liefert typischerweise sekundäre Mahlkreisläufe mit Prallmessern, die mindestens eine Siebgröße kleiner als die primäre Mühle sind und eine Rotorgeschwindigkeit haben, die durchschnittlich 30 % höher ist als die Geschwindigkeit der primären Mühle. Durch Ändern der Einstellungen der Sekundärmühle können die Überschüsse effizient zu einem akzeptablen Produkt gemahlen werden.

Ein enger PSD variiert von Produkt zu Produkt, wird aber letztendlich durch die erzielte Ausbeute bestimmt. Bei dieser Art von System sollten die primären Mühlenparameter so angepasst werden, dass 20–25 % Überschuss erzeugt werden. Die Überschüsse werden dann durch eine sekundäre Mühle verarbeitet und erzielen bei richtiger Mühlenkonfiguration eine Produktausbeute von mindestens 50 %.

Wenn die primäre Mühle beispielsweise eine Produktausbeute von 35 % erreicht, werden die 24 % produzierten Überschüsse an einen sekundären Mahlkreislauf weitergeleitet, um eine Ausbeute von 50 % zu erzielen. Dies führt zu einer Produktionssteigerung von 12 % und einer Gesamtanlagenausbeute von 47 %.

Wichtiger Hinweis: Durch den Einbau einer Sekundärmühle in ein bestehendes System erhöht sich die Materialmenge, die zur Siebmaschine gelangt. Die Größe des Siebgeräts sollte mit Ihrem Hersteller bewertet und überprüft werden.

Viele Produktionsanlagen mit Systemen mit hoher Kapazität halten die Hinzufügung eines Nachmahlkreislaufs nicht für vorteilhaft. Auch wenn dies gelegentlich zutrifft, kann eine Steigerung der Produktausbeute um sogar 5 % einen erheblichen wirtschaftlichen und finanziellen Vorteil haben.

Stellen Sie sich beispielsweise ein System vor, das 5.000 Pfund/Stunde Endprodukt und 10 % Überschuss produziert. Eine sekundäre Mühle erzeugt 500 Pfund/Stunde Produkt bei einer Ausbeute von 50 %. Dadurch werden 24 Stunden am Tag zusätzliche 500 Pfund pro Stunde produziert. An einem Tag würde dieser Mahlgutkreislauf weitere 12.000 Pfund Produkt ergeben.

Um den Nutzen einer Sekundärmühle zu maximieren, ist es notwendig, die Materialeigenschaften zu verstehen, wie sich die physikalischen Eigenschaften von Overs nach dem ersten Durchgang ändern und wie die Mahlparameter entsprechend angepasst werden können.

Um den Nutzen einer Sekundärmühle zu maximieren, ist es notwendig, die Materialeigenschaften zu verstehen, wie sich die physikalischen Eigenschaften von Overs nach dem ersten Durchgang ändern und wie die Mahlparameter entsprechend angepasst werden können. In der obigen Grafik ist auf der linken Seite der roten Kurve die Verteilung der in der Primärmühle produzierten Überschüsse dargestellt. Der schattierte Bereich entspricht dem Prozentsatz der Überschüsse, und der nicht schattierte Bereich innerhalb des Kästchens ist die Menge an akzeptablem Produkt, die in den Übergängen zurückgehalten wird. Bei allen Siebmaschinenherstellern ist bei dieser Art von Anwendung ein kleiner Prozentsatz an gutem Produkt in Kombination mit Überschüssen typisch. Die grüne Kurve stellt Überschüsse dar, die zu einer Verteilung gemahlen wurden, die einen maximalen Überschuss von 5–8 % erreicht. Es ist wichtig, diesen Prozentsatz zu erreichen, um zu verhindern, dass sich Überschüsse im Mahlgutkreislauf ansammeln. Der schattierte Bereich innerhalb der grünen Kurve zeigt die Menge an gutem Produkt, die von der Sekundärmühle produziert wurde.

Jerry Cain ist Präsident von Innovative Process Applications (Crestwood, IL). Für weitere Informationen rufen Sie 708-844-6100 an oder besuchen Sie ipaapplications.com.

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