two products from a single grinding mill

ZWEI PRODUKTE AUS EINER MAHLANLAGETWO PRODUCTS FROM A SINGLE GRINDING MILL

Dipl.-Ing. Michael SchmidtLoesche GmbH, Düsseldorf/Deutschland

T E C H N I C A L S O L U T I O N S

304/2013AT MINERAL PROCESSING (Volume 54)

Zeitgleiche Herstellung von Feinprodukt und Grießen in einer Vertikalwälzmühle

Dipl.-Ing. Michael Schmidt Loesche GmbH, Düsseldorf/Deutschlandwww.loesche.com

Michael Schmidt ist seit 2007 im Bereich Customer Support der Loesche GmbH tätig. Zu seinem Aufgabenbereich zählt der Vertrieb von Retrofits, Mühlen-Audits und Industrie-Mineralmühlen.

POWTECH 2013, Hall 1; Stand 431

Zusammenfassung: Die Loesche-Mühlen haben sich in der Vermahlung von Industrie-mineralien wie z.B. Kalkstein, Bentonite oder Dolomit etabliert. Die Einsatzgebiete für Kalk-steinmehle in verschiedenen Korngrößen sind weit gefächert. Dazu zählen z.B. Kraftwerks-, Kunststoff-, Baustoff- oder Feuerfestindustrie, Farben- und Fassadenputzherstellung sowie Landwirtschaft, Umweltschutz und Straßenbau, um nur einige zu nennen. Aufgrund der vielfältigen Einsatzgebiete sind die Anforderungen an die Produkte bzgl. der Qualität und der benötigten Feinheiten in den letzten Jahren stetig gestiegen. Das Produktportfolio der Anlagenbetreiber muss der Nachfrage von Kunden entsprechend angepasst werden. Somit hat die Fa. Loesche mit der Entwicklung einer Industriemineralmühle (Durchsatzleistungen von 5-100 t/h) mit integrierter Grießabzugsschnecke auf diese Anforderungen reagiert.

Simultaneous production of fine product and grit in one vertical roller mill

Summary: Loesche mills have become firmly established in the grinding of industrial minerals, such as limestone, bentonites and dolomite. The applications for ground lime-stones of various particle sizes are both broad and diverse and include, for example, the power generation, plastics, building materials and refractories industries, paint and exterior render production and also agriculture, environmental protection and highway construc-tion, to mention only a few. The demands made on product quality and the necessary levels of fineness have risen steadily in recent years, due to the diversity of the applications for these materials. Plant operators are correspondingly obliged to modify their product portfolios to meet customer demand. Loesche has therefore reacted to these new require-ments with the development of an industrial minerals mill with throughputs of 5 to 100 t/h featuring an integrated grit extraction screw.

Zwei Produkte aus einer MahlanlageTwo products from a single grinding mill


4 (Volume 54) 04/2013AT MINERAL PROCESSING

1 IntroductionIncorporated into the standard configuration of the Loesche vertical roller mill, the grit extraction system makes it pos-sible to produce not only fine products (< 100 μm) but also a further product (> 100 μm) simultaneously. In order to quantify the mass flows and particle-size distributions in the fine product and the grit, Loesche has conducted test meas-urements in co-operation with the following limestone-processing companies:

Karl Kraft Steinwerke in Heidenheim/GermanyKilwaughter Chemical Co. Ltd in Larne/Ireland

The tests performed in these two plants demonstrate the expansion of the product portfolio and the flexibility of the installations, enabling the operators to react to specific cus-tomer requirements.

1 EinleitungDer in den Standardaufbau der Vertikalwälzmühle von Loesche eingebaute Grießabzug ermöglicht es, in einem Prozess neben den Feinprodukten (< 100 μm) gleichzei-tig ein weiteres Produkt (> 100 μm) herzustellen. Die Fa. Loesche hat in Zusammenarbeit mit zwei kalksteinverarbei-tenden Betrieben

Messversuche durchgeführt, um die Massenströme sowie die Kornverteilungen im Feinprodukt und in den Grießen zu ermitteln. Die Untersuchungen in den zwei Anlagen zeigen die Erweiterung des Produktportfolios sowie die Variabilität der Anlagen, um auf die spezifischen Kundenanforderungen reagieren zu können.

Loesche-Mühle LM 15.2Loesche mill LM 15.2



2 Präsentation der Kunden 2.1 Kraft Steinwerke, Heidenheim

Die Firma Kraft Steinwerke mit Sitz in Heidenheim/Deutsch-land, betreibt eine Loesche-Mühle LM 19.2 (Bild 1). Das in dem örtlich angrenzenden Steinbruch abgebaute hochreine Calciumkarbonat wird zur Herstellung von Kalksteinmehlen, getrockneten Jurakörnungen, Schottertragschichten, Sand und Splitt, hauptsächlich für die Baustoffindustrie, verwendet.

2.2 Kilwaughter Chemicals Co. Ltd, Larne

Die Kilwaughter Chemical Co. Ltd mit Sitz in Larne/Nordir-land, gegründet 1939, betreibt eine Anlage zur Produktion von Calciumcarbonat-Pulver, Kalksteinpulver und Mineralien. Seit 2010 wird dazu eine Loesche Mühle LM 15.2 (Aufmacherbild) betrieben. Die aus dem hauseigenen Steinbruch gewonnenen und verarbeiteten Rohstoffe werden u.a. in der Bauindustrie, Agrarindustrie oder auch im Gartenbau eingesetzt.

3 Funktionsbeschreibung der Loesche VertikalwälzmühleSeit 1934 kommen Loesche Mühlen weltweit auch für mine-ralische Grundstoffe zum Einsatz, die vorwiegend in Mengen-durchsätzen zwischen 5 t/h und 100 t/h bei Feinheiten von 1 % R 25 μm bis 1 % R 300 μm von der Industrie benötigt werden.

Die Loesche Mühle (Bild 2) weist folgende Produkteigen-schaften auf: eine flache Mahlbahn, konische Mahlwalzen, je nach Größe der Mühle zwei, drei, vier oder sechs Mahlwalzen, die individuell in Schwinghebel gelagert werden, und das hydropneumatische Federungssystem zur Erzeugung der er-forderlichen Zerkleinerungskraft im Mahlbett.

Die Achsen der konischen Mahlwalzen sind um 15 ° ge-genüber der Horizontalen geneigt. In Kombination mit

2 The customers2.1 Kraft Steinwerke, Heidenheim

Kraft Steinwerke, based at Heidenheim/Germany, operates a Loesche mill LM 19.2 (Fig. 1). The high-purity calcium carbonate extracted in the adjoining quarry is used for the production of ground limestones, dried Jurassic marble grades, gravel base courses, sand and chippings, predomi-nantly for the building materials industry.

2.2 Kilwaughter Chemicals Co. Ltd, Larne

Kilwaughter Chemicals Co. Ltd, founded in 1939 and based in Larne/Northern Ireland, operates a plant for the produc-tion of calcium carbonate powder, pulverised limestone and other minerals. A Loesche mill LM 15.2 (Lead picture), has been used for this purpose since 2010. The feed materials processed, which are obtained from the company‘s own quarry, are used in the construction industry, the agricul-tural industry and also in horticulture, inter alia.

3 The functioning of Loesche vertical roller millsSince 1934, Loesche mills have also been in use around the globe for the processing of mineral resources, which indus-try primarily requires, at throughput rates of between 5 t/h and 100 t/h and finenesses ranging from 1 % R 25 μm to 1 % R 300 μm.

The Loesche mill (Fig. 2) features the following product properties: a flat grinding track, tapered grinding rollers, two, three, four or six grinding rollers, depending on mill size, the grinding rollers being individually mounted in rocker arms, and a hydropneumatic spring system for gen-eration of the necessary comminution force in the grinding bed.

The axes of the tapered grinding rollers are at an angle of 15 ° to the horizontal. An optimal grinding efficiency is achieved in combination with the horizontal, flat grinding track on the grinding table. The spacing selected between the grinding rollers and the vertical axis of rotation of the grinding table generates not only a purely rolling motion, but also a radial one in the grinding gap, since the roller axes do not intersect at the centrepoint of the grinding table at grinding track level. The differing speeds arising from this arrangement are desirable properties, since they generate an additional comminuting effect as a result of the shearing forces which occur.

The feed material is introduced from the side into the cen-tre of the rotating grinding table. Centrifugal force routes it under the rollers, where it is comminuted by the thrust force of the rollers, backed up by the hydropneumatic spring system.

The rolling motion of the rollers over the bed of material on the grinding track results in movement of the rocker arms, which are connected via linkages to the pistons of the two connected hydraulic cylinders. The hydraulic fluid displaced by piston motion flows out of the cylinders into a gas-filled accumulator. The thrust force exerted by the rollers is thus kept virtually constant, as a function of the previously selected pressure of the gas filling.

1 Loesche-Mühle LM 19.2 Loesche mill LM 19.2



der horizontalen und ebenen Mahlbahn auf der Mahl-schüssel wird ein optimaler Mahleffekt erreicht. Durch den gewählten Abstand der Mahlwalzen zur vertikalen Drehachse der Mahlschüssel wird nicht nur eine reine Rollbewegung, sondern ebenfalls eine Schiebebewegung im Mahlspalt erzeugt, da sich die Walzenachsen nicht im Mittelpunkt der Mahlschüssel auf der Ebene der Mahlbahn schneiden. Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei dieser Anordnung sind wünschenswerte Eigenschaften, da sie eine zusätzliche Zerkleinerung durch entstehende Scherkräfte erzeugen.

Das Rohmaterial wird seitlich ins Zentrum der rotierenden Mahlschüssel eingebracht. Unter Fliehkrafteinfluss gerät das Material unter die Walzen und wird durch die Anpresskraft der Walzen, unterstützt durch das hydropneumatische Fede-rungssystem, zerkleinert.

Wenn die Walzen über das Materialbett auf der Mahlbahn abrollen, führt dies zu einer Bewegung der Schwinghebel, die über Stangen mit den Arbeitskolben der beiden angeschlos-senen Hydraulikzylindern verbunden sind. Das durch die Kolbenbewegung verdrängte Öl strömt aus den Zylindern in einen angeschlossenen, mit Gas gefüllten Speicher aus. Der Anpressdruck der Walzen wird somit in Abhängigkeit von dem zuvor eingestellten Gasfülldruck nahezu konstant gehalten.

Das gemahlene Rohmaterial wird nach der Zerkleinerung durch die Zentrifugalkraft über den Mahlschüsselrand in den Bereich oberhalb des Schaufelkranzes der Mahlschüssel

After comminution, the ground material is expelled, again by centrifugal force, over the rim of the grinding table into the zone above the grinding table louvers. From here, the particles of material are conveyed to the classifier by a flow of gas or air. Particles of the required product fineness flow through the classifier and leave it in the flow of gas to the downstream dust separator. So-called oversize material is rejected by the clas-sifier rotor and either drops back via the grit cone onto the grinding table, to be further comminuted, or can be diverted off via a separate extractor system and used as an end product.

The mill is driven by an electric motor with a special gear-ing system. A thrust bearing in the gearbox absorbs the forces exerted by the grinding rollers. The latter are raised hydrauli-cally from the grinding track for starting the mill. The hy-draulic pressure necessary for this purpose is supplied by the cylinders of the spring system. The mill can thus be started with only low torque (around 40 % of rated torque) both when empty and when filled with product. Squirrel-cage motors with direct starting are eminently suitable for this ap-plication. No auxiliary drive is therefore necessary.

4 The grit extraction systemIn the two plants mentioned above, a grit extraction screw is installed between the mill and the classifier, additionally to the standard configuration described above. This makes it possible to produce two products of differing finenesses simultaneously and in a single process. Fig. 3 shows a possible plant flow sheet for a vertical roller mill with an integrated grit extraction system.

2 Vertikalwälzmühle Vertical roller mill



geschleudert. Von dort werden die Materialpartikel vom Gas- oder Luftstrom zum Sichter transportiert. Partikel entspre-chend der gewünschten Produktfeinheit durchströmen den Sichter und werden mit dem Gasstrom zum nachgeschalteten Staubabscheider abgeführt. Das sogenannte Überkorn wird vom Sichterrotor abgewiesen und fällt über den Grießkonus entweder zurück auf die Mahlschüssel, um weiter zerkleinert zu werden, oder kann über eine separate Abzugseinrichtung abgeführt und als Endprodukt genutzt werden.

Die Mühle wird von einem Elektromotor mit einem spe-ziellen Getriebe angetrieben. Ein Drucklager im Getriebe absorbiert die Kräfte der Mahlwalzen. Zum Starten der Mühle werden die Mahlwalzen hydraulisch von der Mahl-bahn abgehoben. Der dazu notwendige Öldruck wird von den Zylindern des Federungsystems aufgebaut. Somit kann die Mühle sowohl im Leerzustand als auch mit Rohmaterial gefüllt bei geringem Drehmoment angefahren werden (un-gefähr 40 % des Nenndrehmomentes). Käfigläufermotoren mit direktem Anlauf sind hierfür bestens geeignet. Ein Hilfs-antrieb wird daher nicht benötigt.

4 Der GrießabzugErgänzend zu dem zuvor beschriebenen Standardaufbau ist in den beiden oben erwähnten Anlagen eine Grießabzugs-schnecke zwischen Mühle und Sichter installiert. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, in einem Prozess gleichzeitig zwei Produkte mit unterschiedlichen Feinheiten herzustel-len. Bild 3 zeigt ein mögliches Anlagenfließschema für eine Vertikalwälzmühle mit integriertem Grießabzug.

Das Feinprodukt (Produkt 1) wird über den Sichter in einen nachgeschalteten Filter geführt und von dort in Produktsilos gefördert. Die Grieße, vom Sichter abgewiesenes Überkorn

The fine product (Product 1) is routed via the classifier into a downstream filter and conveyed from there into product silos. The grit, i.e., oversize material rejected by the classi-fier (Product 2), is collected via a grit cone in a screw and extracted from the mill.

The grit cone can be designed either to extract the whole flow of grit (as is the case at Larne) or only a part-flow (as in Heidenheim). Where only part of the flow is removed, the remaining grit is returned to the grinding table for re-grinding. The grit removed from the mill is conveyed by means of screws and bucket elevators for further treatment, and routed to various individual processes. Fig. 4 and Fig. 5 show the schematic structure of a classifier with a grit ex-traction system.

5 Performance of tests5.1 Heidenheim

An LM 19.2 has been in operation at Heidenheim since 2011. It currently produces two different fine products, 1.0 % R 90 μm and 1.0 % R 63 μm. In addition, grit is extracted simultaneously and screened into various particle-size fractions if necessary. These products are used mainly in the power generating and construction industries.

Solids-flow measurement sensors were used at Heidenheim for determination of grit product rates (Fig. 6). These sen-sors incorporate the latest microwave technology and are installed only in metal pipes. A measuring field is gener-ated by means of special decoupling of the microwave, in conjunction with the metal pipe. The microwave radiation injected into the pipe is reflected by the solids particles and received by the sensor. The frequency and amplitude of the signals received are evaluated. The sensor functions as a

3 Fließschema für eine Vertikalwälzmühle mit Grießabzug Flow sheet for a vertical roller mill with grit extraction system



(Produkt 2), werden über einen Grießkonus in einer Schne-cke gesammelt und aus der Mühle ausgetragen.

Der Grießkonus kann konstruktiv so ausgeführt werden, dass entweder die volle Grießmenge (wie in Larne) oder nur eine Teilmenge (wie in Heidenheim) abgezogen wird. Wird nur eine Teilmenge abgeführt, so werden die überzähligen Grie-ße zurück auf die Mahlschüssel zur erneuten Vermahlung geführt. Die aus der Mühle abgeführten Grieße werden zur weiteren Verarbeitung über Schnecken und Becherwerke gefördert und individuellen Prozessen zugeführt. In Bild 4 und Bild 5 ist der schematische Aufbau eines Sichters mit Grießabzug dargestellt.

5 Versuchsdurchführung5.1 Heidenheim

In Heidenheim ist eine LM 19.2 seit 2011 in Betrieb. Zurzeit werden zwei verschiedene Feinprodukte – 1,0 % R 90 μm und 1,0 % R 63 μm – hergestellt. Daneben werden gleich-zeitig Grieße abgezogen, die je nach Bedarf in verschiede-nen Korngrößen abgesiebt werden. Die erzeugten Produkte werden hauptsächlich in der Kraftwerks- und Bauindustrie eingesetzt.

Tabelle 1: Technische Daten zur LM 19.2Table 1: Technical data, LM 19.2

Mühle/Mill LM 19.2

Nennleistung/Design throughput 46.1 t/h

Durchmesser der Mahlschüssel Grinding table diameter

1.9 m

Anzahl Walzen/Number of rollers 2

Antriebsleistung des Getriebes Gearbox drive rating

355 kW

Drehgeschwindigkeit der Mahlschüssel Grinding table speed

42 min-1/rpm

Gasvolumen Mühlenaustritt Volumetric gas flow at mill outlet

73 500 m3/h

Tabelle 2: Technische Daten zur LM 15.2Table 2: Technical data, LM 15.2

4 Schematische Darstellung eines Sichters mit Grießabzug Schematic view of a classifier with grit extraction system

Mühle/Mill LM 15.2

Nennleistung/Design throughput 26.1 t/h

Durchmesser der Mahlschüssel Grinding table diameter

1.5 m

Anzahl Walzen/Number of rollers 2

Antriebsleistung des Getriebes Gearbox drive rating

200 kW

Drehgeschwindigkeit der Mahlschüssel Grinding table speed

47.5 min-1/rpm

Gasvolumen Mühlenaustritt Volumetric gas flow at mill outlet

41 500 m3/h



Für die Ermittlung der Produktraten der Grieße in Heiden-heim wurden Messsensoren zur Feststoff-Durchflussmessung (Bild 6) eingesetzt. Die Sensoren arbeiten mit neuester Mikro-wellentechnologie und werden ausschließlich in metallischen Rohrleitungen eingesetzt. Durch spezielle Entkopplung der Mikrowelle wird zusammen mit der metallischen Leitung ein Messfeld erzeugt. Die in die Leitung eingekoppelte Mikro-wellenstrahlung wird von den Feststoffteilchen reflektiert und vom Sensor empfangen. Die empfangenen Signale werden hinsichtlich ihrer Frequenz und Amplitude ausgewertet. Der Sensor arbeitet wie ein Partikelzähler, der die Menge der strö-menden Partikel pro Zeiteinheit zählt. Durch die frequenz-selektive Auswertung wird sichergestellt, das nur strömende Partikel gemessen und Ablagerungen unterdrückt werden.

Die Kalibrierung der Sensoren erfolgte im eingebauten Zu-stand durch das Einfüllen einer abgewogenen Materialmen-ge oberhalb der Sensoren (Bild 7). Über die gemessene Zeit wurden die Sensoren für das Material kalibriert. Die Mühle war zu dieser Zeit nicht in Betrieb.

Es wurden mehrere Versuche mit unterschiedlichen Fein-heiten durchgeführt und gleichzeitig die Durchsätze der Grieße über die Sensoren erfasst. Die Betriebsdaten wurden über diesen Zeitraum soweit wie möglich konstant gehalten. Zur Einstellung der Feinheit wurde lediglich die Sichter-drehzahl variiert. Um einen stabilen, ruhigen Mühlenbe-

particle counter, determining the quantity of particles flow-ing per unit of time. Frequency-selective evaluation ensures that only flowing particles are measured, and that deposi-tions are suppressed.

The sensors are calibrated in-situ by feeding in a weighed amount material above the sensors (Fig. 7). The sensors are calibrated for this material using the time measured. The mill was not in operation at this time.

A number of tests were performed for a range of different finenesses and grit throughputs registered simultaneously via the sensors. The operating data are kept as constant as possible during this period. Only classifier speed is varied to adjust the fineness. The material feed rate must also be modified when the fineness is changed, in order to assure stable, low-noise operation of the mill. One corresponding sample of the fine product and the grit was taken for every measurement.

5.2 Larne

The principal product is a 20 % R 63 μm pulverised lime-stone, which is used, for example, as limestone sand in the construction industry. The grit is used for the production of mortar. Maximum particle size is approx. 1300 μm.

The throughputs for fine product and grit are determined in Larne via a silo weighing system. In order to weigh the fine product and the grit, the flow of material for a specific time is conveyed in each case into a previously drained silo, and then weighed. The special feature of the Larne system is the

5 Sichter mit Grießabzug Classifier with grit extraction system

6 Eingebaute Sensoren Installed sensors 7 Kalibrierung der Sensoren Sensor calibration



trieb zu erreichen, muss bei Umstellung der Feinheiten auch die Aufgabemenge Rohmaterial angepasst werden. Zu jeder Messung wurden je eine entsprechende Materialprobe des Feinproduktes und der Grieße genommen.

5.2 Larne

Als Hauptprodukt wird ein Kalksteinpulver 20 % R 63 μm hergestellt, welches z.B. als Kalksand in der Bauindustrie zum Einsatz kommt. Die Grieße werden zur Herstellung von Mör-tel verwendet. Die maximale Korngröße liegt bei 1300 μm.

In Larne wurden die Durchsatzleistungen für Feinprodukt und Grieße über Siloverwiegung ermittelt. Zur Verwiegung des Feinproduktes und der Grieße wurde der Materialfluss über eine bestimmte Zeit jeweils in ein zuvor entleertes Silo gefördert und anschließend verwogen. Die Besonderheit in Larne ist, dass die Grieße aus dem Sichter vollständig über die Grießabzugsschnecke abgezogen und über ein Becherwerk einem Sieb zugeführt werden. Der Siebüber-

fact that the grit is withdrawn entirely from the classifier via the grit extraction screw and then routed via a bucket eleva-tor to a screen. The screen overflow > 1300 μm is returned to the mill as recirculating material.

Constant mill operation was also assured in Larne. One cor-responding sample from the fine product and the grit was taken in each case for every measurement.

6 Test results6.1 Heidenheim

The operating parameters were kept as constant as possible during the tests, i.e., mill differential pressure, temperature downstream of the mill, gas volumetric flow and working pressure remained unchanged. Adjustment of feed rate, for instance, is necessary, however, in order to assure stabilisation of mill operation, since these tests were conducted during ongoing production operation and not under laboratory conditions.

Tabelle 3: Betriebsdaten und Produktraten Heidenheim (LM 19.2)Table 3: Operating data and product rates at Heidenheim (LM 19.2)

Testreihe/Test series

Parameter Einheit/Unit 1 % R 63 μm 1 % R 90 μm

Material Kalkstein/Limestone Kalkstein/Limestone

Aufgabemenge/Feed rate t/h 30.6 33.0

Materialfeuchte/Material moisture content %-H2O 2.0 2.0

Feuchte im Feinprodukt/Moisture in fine product %-H2O 0.2 0.2

Zielfeinheit/Target fineness 1 % R 63 μm 1 % R 90 μm

Gemessene Feinheit/Measured fineness 0.1 % R 63 μm 0.5 % R 90 μm

D50 Feingut/D50 fine fraction 3.1 μm 3.3 μm

Produktrate Feingut/Product rate, fine fraction t/h 26.03 28.13

D50 Griese/D50 grit 100 μm 137 μm

Produktrate Griese (Sensormessung) Product rate grit (sensor measurement)

t/h 4.02 4.38

Spez. Energieverbrauch/Specific energy consumption kWh/t 9.83 8.92

Tabelle 4: Betriebsdaten und Produktraten Larne LM 15.2Table 4: Operating data and product rates at Larne (LM 15.2)

Testreihe/Test series

Parameter Einheit/Unit 20 % R 63 μm 10 % R 45 μm

Material Kalkstein/Limestone Kalkstein/Limestone

Aufgabemenge/Feed rate t/h 31.93 27.87

Materialfeuchte/Material moisture content %-H2O 0.5 0.5

Feuchte im Feinprodukt/Moisture in fine product %-H2O 0.2 0.2

Zielfeinheit/Target fineness 20 % R 63 μm 10 % R 45 μm

Gemessene Feinheit/Measured fineness 17.6 % R 63 μm 9.2 % R 45 μm

D50 Feingut/D50 fine fraction 4.3 μm 3.6 μm

Produktrate Feingut/Product rate, fine fraction t/h 11.20 6.06

D50 Griese/D50 grit 380 μm 205 μm

Produktrate Griese (Sensormessung) Product rate grit (sensor measurement)

t/h 19.8 21.0

Spez. Energieverbrauch/Specific energy consumption kWh/t 6.10 6.91



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lauf > 1300 μm wird als Rezirkulationsmaterial wieder zur Mühle zurückgeführt.

Auch hier wurde immer auf einen konstanten Betrieb der Mühle geachtet. Zu jeder Messung wurden je eine entspre-chende Materialprobe des Feinproduktes und der Grieße genommen.

6 Versuchsergebnisse6.1 Versuchsergebnis Heidenheim

Während der Versuche wurden die Betriebsparameter so-weit wie möglich konstant gehalten, d.h. Differenzdruck Mühle, Temperatur nach Mühle, Gasvolumen und Arbeits-druck blieben unverändert. Da es sich jedoch um einen laufenden Produktionsbetrieb handelt und keine Laborbe-dingungen herrschen, ist eine Anpassung z.B. der Aufgabe-menge erforderlich, um eine Stabilisierung des Mühlenbe-triebes zu gewährleisten.

Die betrachtete Variable ist die Sichterdrehzahl, die zur Erzeugung der unterschiedlichen Feinprodukte eingestellt wird. Die angegebenen Werte sind Durchschnittswerte, die über den Zeitraum der Messungen ermittelt wurden.

Bild 8 und Bild 9 zeigen den Einfluss der variablen Sichter-drehzahl auf die Kornverteilung im Feinprodukt und in den Grießen.

The variable observed is the classifier speed, which was changed in order to generate the differing fine products. The data shown below are average values determined across the period of the measurements.

Fig. 8 and Fig. 9 illustrate the influence of variable classifier speed on the particle-size distribution in the fine product and in the grit.

The largest percentage by mass is in the < 32 μm range, indicating effective grinding. Both the percentage by mass of the < 32 μm fraction in the fine product and the per-centage by mass in the grit < 100 μm increase when the classifier speed rises. The distribution of the percentages by mass indicated approx. 86 % fine fraction and 14 % grit. This distribution of fine fraction and grit will change only slightly, since only a portion of the grit is diverted out here, while the surplus grit is routed to the mill circula-tion.

6.2 Larne

The operating parameters of working pressure, temperature downstream of the mill and volumetric gas flow were also kept as constant as possible at Larne. The 10 % R 45 μm test was performed at maximum classifier speed, with significant effects on particle-size distribution. Fig. 10 and Fig. 11 il-lustrate these effects.

Kornverteilung Feingut in %-MassenanteileParticle-size distribution in the fraction, % by mass

Klassierung/Classifying [μm]

Mas

sena

ntei

l [%

]/Pe

rcen

tage

by

mas

s 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

1%R63μm1%R90μm

<32 μm 32-45 μm 45-63 μm 63-90 μm >90 μm92.00 5.05 2.85 0.10 –84.30 5.25 5.75 4.20 0.50

8 Kornverteilung Feingut – Heidenheim Particle-size distribution, fine fraction (Heidenheim)

Kornverteilung Grieße in %-MassenanteileParticle-size distribution in the grit, % by mass


Mas

sena

ntei

l [%

]/Pe

rcen

tage

by

mas

s 60

50

40

30

20

10

0

1%R63μm1%R90μm

<100 μm 100-250 μm 250-1000 μm 1000-2000 μm >2000 μm49.74 22.16 21.30 5.22 1.5840.37 25.59 26.27 6.06 1.71

9 Kornverteilung Grieße – Heidenheim Particle-size distribution, grit (Heidenheim)

Kornverteilung Grieße in %-MassenanteileParticle-size distribution in the grit, % by mass


Mas

sena

ntei

l [%

]/Pe

rcen

tage

by

mas

s 70

60

50

40

30

20

10

0

20%R63μm10%R45μm

<100 μm 100-250 μm 250-1000 μm 1000-2000 μm >2000 μm4.91 8.60 24.85 58.22 3.42

33.28 29.03 36.60 1.09 –

11 Kornverteilung Grieße – Larne Particle-size distribution, grit (Larne)

Kornverteilung Feingut in %-MassenanteileParticle-size distribution in the fine fraction, % by mass


Mas

sena

ntei

l [%

]/Pe

rcen

tage

by

mas

s 90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

20%R63μm

10%R45μm

<32 μm 32-45 μm 45-63 μm 63-90 μm >90 μm

73.23 8.68 12.75 5.34 –84.37 11.42 4.05 0.16 –

10 Kornverteilung Feingut – Larne Particle-size distribution, fine fraction (Larne)



Der größte Massenanteil liegt im Bereich < 32 μm, was auf eine effektive Vermahlung hindeutet. Durch die Steigerung der Sichterdrehzahl erhöht sich sowohl der Massenanteil in der Fraktion < 32 μm im Feinprodukt, als auch der Massenanteil in den Grießen < 100 μm. Die Verteilung der Massenanteile ergab ca. 86 % Feingut und 14 % Grieße. Diese Aufteilung zwischen Feingut und Grießen wird sich nur geringfügig verändern, da hier die Grieße nur anteilig abgezogen werden und die überzähligen Grieße in den Mühlenumlauf geleitet werden.

6.2 Versuchsergebnis Larne

Die Betriebsparameter Arbeitsdruck, Temperatur nach Mühle, Gasvolumen in Larne wurden ebenfalls möglichst konstant gehalten. Der Versuch 10 % R 45 μm wurde mit der maximalen Sichterdrehzahl durchgeführt, was erheb-lichen Einfluss auf die Kornverteilung hat. Bild 10 und Bild 11 verdeutlichen die Auswirkungen.

Die Änderung der Kornverteilung im Feinprodukt ist in ähnlichem Verhältnis wie in Heidenheim beeinflusst durch die Erhöhung der Sichterdrehzahl.

Die Grieße hingegen zeigen eine andere Verteilung, was ein-deutig auf die konstruktive Ausführung des Grießtrichters zurückzuführen ist. Da in Larne der komplette Massenstrom abgezogen wird und das Material nur einmal vermahlen wird, ist der Grobanteil entsprechend höher. Die maximale Verteilung der Massenanteile lag hier bei 75 % Grieße und 25 % Feingut. Bei steigender Sichterdrehzahl erhöht sich der prozentuale Anteil der Fraktionen bis 1000 μm. Darüber tendiert der Grobanteil gegen null.

Im laufenden Produktionsprozess wird über ein nachge-schaltetes Sieb der Siebüberlauf > 1300 μm zurück zur Mühle geführt. In den vorliegenden Versuchen lag dieser Anteil bei ca. 15 % der gesamten Grießmenge.

6.3 Vergleich der Massenströme

In Larne werden die Grieße zu 100 % aus der Mühle ab-gezogen. Es ist zu erkennen, dass mit steigender Feinheit der prozentuale Anteil der Grieße steigt. Bei einer Ver-mahlung ohne Grießabzug würde das bedeuten, dass der interne Mühlenumlauf steigen würde. In Bild 12 sind die prozentualen Anteile der Massenströme aus den Versuchen dargestellt.

7 FazitMit der Integration einer Grießabzugsschnecke in den Standardprozess einer Loesche Mühle wird dem Betreiber die Möglichkeit gegeben, aus einer Anlage zwei Produkte bzw. Massenströme herzustellen. Das Produkt 1 wird im Standardprozess über den Sichter einem nachgeschalteten Filter zugeführt und als Feinprodukt weiterverarbeitet. Das Produkt 2 wird über die Grießabzugsschnecke abgezogen und einem separaten Prozess zugeführt.

Die Kornverteilungen beider Produkte sind abhängig von der Einstellung der Sichterdrehzahl. Mit steigender Sichter-drehzahl erhöht sich die Feinheit des Produkt 1. Die Grieße verhalten sich dementsprechend konträr. Die prozentualen

The change in the particle-size distribution in the fine product is influenced by increasing classifier speed at a ratio similar to that observed at Heidenheim.

The grit, on the other hand, exhibits a different distribu-tion, a fact which is clearly attributable to the design of the grit cone. The coarse fraction is correspondingly greater at Larne, since the entire mass flow is diverted out at this plant, and the material is ground only once. The maximum distri-bution of the percentages by mass was 75 % grit and 25 % fine fraction for this facility. The percentage of the frac-tions up to 1000 μm rises when classifier speed is increased. Above this point, the coarse fraction tends toward zero.

During the production process, the screen overflow > 1300 μm is returned to the mill via a downstream screen. In the tests examined here, this material amounted to around 15 % of the total quantity of grit.

6.3 Comparison of mass flows

At Larne, the grit is removed 100 % from the mill. It is ap-parent that the percentage of grit rises as fineness becomes greater. This would mean that internal mill circulation would increase if grinding were to be conducted with no grit ex-traction system. The percentages of the mass flows observed in these tests are shown in Fig. 12.

7 ConclusionsThe integration of a grit extraction screw into the standard process in a Loesche mill enables the operator to produce two products, or two mass flows, from one machine. In the standard process configuration, Product 1 is routed via the classifier to a downstream filter and further processed as fine product. Product 2 is extracted via the grit extraction screw and routed to a separate process.

The particle-size distributions of both products are a func-tion of the classifier-speed setting. The fineness of Product 1 increases at higher classifier speeds. The grit correspondingly exhibits the opposite behaviour. The percentages of the mass flows are also dependent on classifier-speed setting. The higher the classifier speed is, the lower the percentage of fine fraction by mass. The percentage of grit rises correspondingly.

Prozentualer Anteil der Massenströme/Percentage of the mass flows

Proz

entu

aler

Ant

eil M

assenstr

omPe

rcen

tage

of th

e m

ass

flow

80 %

70 %

60 %

50 %

40 %

30 %

20 %

10 %

0 %Larne 10 % R45μm Larne 20 % R63μm

Massenanteile Grieße [%] Grit, % by mass

Massenanteile Feingut [%] Fine fraction, % by mass

73.35 %

62.01 %

37.99 %

24.65 %

12 Verteilung der Massenströme Mass-flow distribution



Anteile der Massenströme sind ebenfalls von der Einstellung der Sichterdrehzahl abhängig. Je höher die Sichterdrehzahl desto geringer ist der Massenanteil Feingut. Der Anteil Grieße steigt dementsprechend.

Durch das zweite Produkt aus der Grießabzugsschnecke wird das Spektrum zur Herstellung unterschiedlicher Pro-duktfeinheiten erheblich erweitert. Nach den durchge-führten Versuchen wurde eine Kornverteilung von bis zu 3000 μm ermittelt.

Die Durchsatzleistungen sind, abgesehen von der Anlagen-größe, auch abhängig von der Materialaufgabe und dem konstruktiven Aufbau der Grießschnecke bzw. des Grieß-trichters. Die erzeugten Produkte können über Folgeprozesse (Siebung oder Sichtung) weiter aufgesplittet werden und es ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten.

Abschließend lässt sich sagen, dass die Grießabzugsschnecke die Herstellung eines weiteren Produktes und damit die Er-weiterung des Produktportfolios ermöglicht, um die stetig steigenden Kundenanforderungen zu erfüllen.

The second product obtained from the grit extraction screw significantly expands the range of different product fineness-es which can be produced. A particle-size distribution of up to 3000 μm was determined after completion of these tests.

Throughput rates are dependent not only on machine size, but also on material feed and the design of the grit screw and cone. The products generated can be further divided in downstream operations (screening or classifying), permitting a large and diverse range of potential uses.

It can be stated, by way of conclusion, that the grit extrac-tion screw permits the production of a further product and thus the expansion of the operator‘s product portfolio, in the interests of meeting customers‘ continuously rising require-ments.


1504/2013AT MINERAL PROCESSING (Volume 54) 111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111155555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555550404440000000040000000 /2/2201000 3AATTTT MMINNNEREREREREREERERERRRRRRRERERRRRRERRRRRRRRRRERERRRRRERRRRRRRRERERRRERRRRRRRRRERRERRRERREERRRRREEREEEEEEERRRREEERERRRRRREREREERERERRRRERRREERERRRERRREERERRRRRRREEERREEERRRRRAAAAAAAAAAAALALALALALLLALALALAAAAAAAAAAAAALALALALAAALAAAALALAALLLALAAALAALAAAALALALALALALAALAALALAALALALAALALAAALALAAAAAAAAALLAALAALAAALAAAA PPRPPRPPRPPRPRPPRPRPPRPPRPRPRPRPRPRPRPRPRPRPRPRPPPPPPRRPRPPRPRPRPPRPRPPRPRPRPRPRRPPRRPRPRRPRPRPRPRPRPRPPPPPPRRPRPRPRPPRRPPPRRPPPPROCOCOCOCOCOCOCOCOOOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOOCOOCOCOCOOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOCOOCOCOCOCCOCOCOCOOOOCCOCOOCCOOCCOCOOOOOOCCEEESESESESESESESESESESESESSESSSESESSSESESSESSESESESSSESSEESESESSSESSSSSISISISISISISSISSISISISISISISSSSISIISSISSSSISISISISISISISISSSSSISISISISSSSISISISSSSSSSISSSSSISSSSISISSSSISINGNGNGNGNGNGNGNGNGNNGNGNGNGGGGGGGNGNNGNGNGNGNGNGGNGGGGGGNGNGNNGNGNGGNGNGGNGNGNGNGGNGGNGNGNGGNGNGNGNGGNGNGNGNGGNGNGGGGNNGNNGGNNNGGGGNNGGGGNGNGNNNGNNNGG (V(VV(VV(V(VVVVV(VV(V(V(VVVVVV((Voloololololololoololooolooolooooo umumumumummmmmmmmmmmummmummmuuummmmuuummuuuummmuuuuuuuuummmuuuuuuummmuuummuuummmmmummmmmmmmmmmmmmmmmmmmmummmmmmuu eeeee e 5554545545454554554444545444444454544555545555544444444444555554555544455555555444445555454455555444444455554554444544444444555555444444444555554444444455545445555455444555454444444555544444555444555544444445544445554444554455444454554455445554554445544554)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

Loesche GmbHHansaallee 24340549 DüsseldorfTel. +49 - 211 - 53 53 - 0Fax +49 - 211 - 53 53 - 500Email: [email protected]

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People’s Republic of China Loesche Mills (Shanghai) Co., Ltd.No. 568, Jinhong Road(near No. 555, Chunhe Road)Baoshan District,201901 Shanghai, P. R. ChinaTel. +86 - 21 - 5180 6100Fax +86 - 21 - 5180 6101Email: [email protected]

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United Arab EmiratesLoesche Middle East FZEP.O. Box 262 622Jebel Ali, Dubai, U.A.E.Tel. +971 - 4 - 886 59 11 Fax +971 - 4 - 886 59 22Email: [email protected]

United KingdomLoesche Energy Systems Ltd.2, Horsham GatesNorth StreetHorsham, RH135PJ, United KingdomTel. +44 - 1403 - 223 101 Fax +44 - 1403 - 223 102 Email: [email protected]

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