ing experience after separator replacement - Christian Pfeiffer

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

PROCESS // ModernisationTab. 1 Effect of the cement fineness on the strength development of Portland limestone cementEinfluss der Zementfeinheit auf die Festigkeitsentwicklung für PortlandkalksteinzementSampleSeparatorBlaine fines[cm²/g]Residue 63 µm[%]2 daysEarly strength[N/mm²]28 daysFinal strength[N/mm²]ProductionRate[%]CEM II/A-LL 32.5 R Heyd 4100 6.5 – 8 24 48 100CEM II/A-LL 32.5 R QDK29-NZ 4144 < 1 31 59 110CEM II/A-LL 32.5 R QDK29-NZ 3844 1 27 54 112CEM II/A-LL 32.5 R QDK29-NZ 3450 2 – 4.5 25 49 1206 Comparison of thesieve residues on63 µm over a range ofproduct finenesses forthe QDK 29-NZ andHeyd separator for aCEM II/A-LL 32.5 RVergleich der Siebrückständeauf 63 µm überverschiedene Produktfeinheitenfür denQDK 29-NZ und dieHeyd Sichter für einenCEM II/A-LL 32,5 RResidue [%]product have a negative effect on the strength developmentof the cement.4.1 Case study 1: Portland composite cementCEM II/A-LL 32.5 RThis relationship between the separator‘s selectivityand the strength development and residue values ismost clearly shown by the manufacturing of CEM II/A-LL 32.5 R, which has a 13 % content of limestone.After replacement of the separator, the same specificsurface acc. to Blaine of 4100 cm²/g was initially retained(Tab. 1). This resulted in a jump from 24 N/mm²to 31 N/mm² in strength development after two daysand from 48 N/mm²/g to 59 N/mm² in strength developmentafter 28 days.Fig. 5 clearly demonstrates that there is a direct relationshipbetween the strength development and thespecific surface of the cement. The finer the product,the higher the strength development, independent ofthe separator used. However, the positive influence ofthe high-efficiency separator can be clearly seen in thehigher strength values within any fineness category.In contrast, the results of the Heyd separator showthat the ultimate strength (after 28 days) was only insignificantlyaffected by an increase in Blaine value.The reason for this was that the 1st generation separatoralways let a certain amount of oversize infiltrateinto the finished product, which had a negative effecton the ultimate strength. To illustrate this relationship,Fig. 6 shows the residue value on the 63 µm screenplotted against the specific surface. In the case of theHeyd separator, the residue value of 6.5–8 % is quite109R63µm – QDK 29-NZ R63µm – Heyd8765432103000 3100 3200 3300 3400 3500 3600 3700 3800 3900 4000 4100 4200 4300Specific surface acc. to Blaine [cm²/g]wie vor dem Sichteraustausch eingestellt. Ziel war es, dieQualitätsparameter einzuhalten und eine gesicherte undverkaufbare Produktion abzusichern. Einzuregelnde Parameterwaren dabei die wesentlichen Qualitätsansprüche andie Zemente wie die Feinheiten und der Wasseranspruch.In dieser ersten Phase hatte die ProduktvergleichbarkeitVorrang gegenüber der effizientesten Wirkweise, umden Kunden auch weiterhin das erwartete Produkt liefernzu können. Damit gelang ein nahtloser Übergang, allerdingsänderte sich die Produktionleistung mit der Neuanlagenicht in vollem Umfang.Ungefähr sechs Wochen nach Umbau und nach derEinstellung der Anlage erfolgte eine Inspektion der Gesamtanlage,inkl. Längsabsiebung, Überprüfung der Mühle,Beurteilung des Sichters etc. Anschließend wurdenLuftmengen optimiert, so dass die Produktionsparameterdann exakt eingestellt waren und auch für die Rückständeund Feinheiten optimale Werte erzielt werden konnten. ImFebruar und März 2011 erfolgte dann eine erneute Überprüfungmit einem Reaudit und einer Bestimmung derSichter-Wirkungsgrade gemeinsam mit Trompkurvenermittlung.In Bild 4 ist die zeitliche Entwicklung der Produktionsleistung(rote Linie) in den einzelnen Betriebsphasenam Beispiel des Portlandkompositzementes dargestellt.Die Produktionsleistung im Quartal vor der Inbetriebnahme,d.h. mit der alten Anlagenkonfiguration, wurdeals Ausgangsbasis zu Quantifizierung der Optimierungsmaßnahmefestgelegt (normiert auf 100 %).Unmittelbar nach dem Sichteraustausch konnte bereitsein Anstieg der Produktionsleistung festgestellt werden.Dies entsteht durch die deutlich bessere Feingutausbringungdes Hochleistungssichters. Ein Großteil der bereitsausreichend feinen Partikel die vom vorherigen Sichternicht ausgesichtet wurden ging zurück in die Mühle undverursachte eine Übermahlung. Unnötige Zerkleinerungsarbeitvon feinen Partikeln verbessert kaum die Produkteigenschaftsteht aber nicht mehr für die Zerkleinerung vonGrobpartikeln zur Verfügung. Der neue Hochleistungssichterzieht deutlich mehr feine Partikel in das Feingutund vermeidet eben diesen Übermahleffekt.Der zweite Effekt ist die Trennschärfe des Sichters. EinTrennscharfer Sichter weist deutlich besser die Partikel abin das Produkt zu gelangen die oberhalb der eingestelltenTrennkorngrenze liegen. Daraus folgt, dass bei gleicherspezifischer Oberflächenfeinheit nach Blaine geringereRückstandswerte auf 45, 63 und 90 µm sind. Grobe Partikelim Produkt wirken sich nachteilig auf die Festigkeitsentwicklungdes Zementes aus.48 ZKG 12 2011 www.zkg.de
Modernisation // PROCESSTab. 2 Characteristic data of the separator for different cement gradesSichterkenndaten für verschiedene ZementfeinheitenSampleτ-value[%]Bypass[µm]X25[µm]X50[µm]X75[µm]Circul.factorImperfectionX25/x75Blainefeed[cm²/g]Blainefines[cm²/g]Blainereject[cm²/g]CEM I 32.5 R 4.1 19.5 62.5 96.2 151.2 1.46 0.46 0.41 2435 3044 590CEM I 42.5 R 4.0 9.3 30.3 41.2 57.4 2.07 0.33 0.53 1944 3830 656CEM I 42.5 R 6.9 9.3 24.3 33.5 45.9 2.45 0.32 0.53 1970 4260 718CEM I 52.5 R 10.5 9.3 17.0 21.8 28.6 3.91 0.27 0.59 1908 5005 927high and only changes slightly over the analyzed rangeof 3800–4200 cm²/g. However the high-efficiencyseparator QDK 29-NZ achieves a significantly lowerresidue value of 63 µm and even at specific surfaces of3450 cm²/g the value is below 4.5 %.Based on these findings, Phoenix was able to progressivelyreduce the product fineness to again obtainthe original quality values such as strength. The twocement grades prior to conversion (4100 cm²/g) and atpresent (3450 cm²/g) are of identical quality. The improvedparticle size distribution of the product resultingfrom the effect of the separator enables the sameproduct characteristics to be achieved with a lowerspecific surface. Thanks to the production of a coarsercement, there is a lower power requirement per tonneof product. This power saving can be employed as additionalgrinding capacity. Even with the unchangedproduct fineness an increase in output is achieved,mainly due to the avoidance of overgrinding.4.2 Case study 2: Portland cements CEM IDuring the commissioning and optimization phase,samples were taken from the separator at differentfinenesses of a CEM I cement. These samples served asa basis for preparing Tromp curves showing the behaviourof the separator over a range of different productfinenesses. Plant-specific operating data such as totalfeed rate, ball charge, mill ventilation etc. were left unchangedduring these measurements.Fig. 7 shows four Tromp curves for product finenessesranging from 3000–5000 cm²/g, which covers the entirerange of cement finenesses that a cement producerdemands from a separator. A comparison of the Trompcurves CEM I 32.5 R (light blue) and CEM I 42.5 R (red)essentially just shows a parallel shift. The bypass valueτ is practically identical in both cases (Tab. 2).In the case of CEM I 32.5 R (light blue curve), thesharpness of separation is somewhat poorer than it isin the other cements, due to the desired coarser targetfineness. As the product fineness increases further, thebypass value τ increases slightly. In the case of the finestproduct with 5005 cm²/g, the Tromp curve falls steeplyin the particle size range 2–10 µm. As a rule, the causeof this is the adhesive force between the finest particlesor between the finest particles and larger particles. Theseadhesive forces have a negative effect on the separatorefficiency. However, it can be generally said that Trompcurves with bypass values of < 10 % indicate that theseparator is functioning very efficiently.4.1 Fallstudie 1: PortlandkompositzementCEM II/A-LL 32,5 RAm deutlichsten wurde diese Beziehung der Festigkeitsentwicklungund Rückstandswerte auf die Sichtwirkungbei der Herstellung des CEM II/A-LL 32,5 R, der zu 13 %aus Kalkstein besteht.Nach Sichteraustausch wurde zunächst die gleichespezifische Oberfläche nach Blaine von 4100 cm²/g eingehalten(Tab. 1). Dies führte zu einem sprunghaften Anstiegder Festigkeitsentwicklung nach zwei Tagen von 24 auf31 N/mm² und nach 28 Tagen von 48 auf 59 N/mm².Bild 5 zeigt deutlich, dass ein direkter Zusammenhangzwischen der Festigkeitsentwicklung und der spezifischenOberfläche des Zementes besteht. Je feiner einProdukt wird, desto höher ist die Festigkeitsentwicklungund das unabhängig vom Sichter. Der positive Einflussdes Hochleistungssichters ist jedoch an den höheren Festigkeitswerteninnerhalb einer Feinheitsklasse klar zuerkennen.Bei den Ergebnissen der Heyd Sichter erkennt manallerdings, dass sich die Endfestigkeit (nach 28 Tagen)nur noch unwesentlich durch eine Blainewerterhöhungbeeinflussen lässt. Ursache hierfür ist das die ersten Generationssichterimmer eine gewisse Menge an Grobkornzulassen die negativ für die Endfestigkeit sind. Als Basisfür diesen Zusammenhang ist im Bild 6 der Rückstandwertauf 63 µm über die Oberflächenfeinheit aufgetragen.Beim Heyd-Sichter liegt der Rückstandwert mit 6,5–8 %recht hoch und ändert sich über den untersuchten Bereichvon 3800–4200 cm²/g nur wenig. Beim HochleistungssichterQDK 29-NZ ist der Rückstandwert auf 63 µmdeutlich geringer und selbst bei Oberflächenfeinheitenvon 3450 cm²/g ist der Wert unter 4,5 %.Auf Basis dieser Erkenntnisse konnte man die Produktfeinheitschrittweise zurückfahren um wieder dieursprünglichen Qualitätswerte wie die Festigkeit zu erhalten.Die beiden Zemente vor Umbau (4100 cm²/g) undAktuell (3450 cm²/g) sind qualitativ gleichwertig. Dieverbesserte Kornverteilung des Produktes durch den Einflussdes Sichters erlaubt bei reduzierter Oberflächenfeinheitgleiche Produkteigenschaften. Durch die Produktioneines gröberen Zementes wird weniger Energieaufwandfür die Mahlung pro Tonne benötigt was als zusätzlicheMahlkapazität eingesetzt werden kann. Auch bei gleicherProduktfeinheit wurde schon eine Leistungssteigerung erzielt,die sich im Wesentlichen aus dem Vermeiden einerÜbermahlung ableitet.ZKG 12 2011 49
Seite 2 und 3: PROCESS // ModernisationA new high-
Seite 4 und 5: PROCESS // Modernisation2 System la
Seite 8: PROCESS // ModernisationT(x) [%]100

ing experience after separator replacement - Christian Pfeiffer

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Template löschen?

Als Template speichern?