Tech Talk: Hammer Mills und die Abnutzungszone

20. März 2018

Herkömmliche Hammermühlen basieren auf dem Prinzip, dass die meisten Materialien beim Aufprall zerkleinert, zersplittert oder pulverisiert werden. Das Material wird durch den Einfüllschacht in die Kammer der Mühle geleitet und von mehreren Hämmern geschlagen, die an einer Welle befestigt sind, die sich mit hoher Geschwindigkeit in der Mahlkammer der Mühle dreht. Das Material wird durch eine Kombination aus wiederholten Hammerschlägen, Kollisionen mit den Wänden der Mahlkammer und Partikel-auf-Partikel-Aufprall zerkleinert oder zertrümmert. Der anfängliche Aufprall der sich langsam bewegenden Partikel gegen die hohe Spitzengeschwindigkeit der Hämmer führt zu der deutlichsten Größenreduzierung. Wenn die Partikel beginnen, die Spitzengeschwindigkeit der Hämmer zu erreichen, erfolgt eine geringere Reduktion, da die Energieübertragung abnimmt, wenn sich die Geschwindigkeitsdifferenz ausgleicht. Perforierte Metallsiebe oder Stabroste, die die Austragsöffnung der Mühle abdecken, halten grobes Material für die weitere Mahlung zurück, bis die Partikelgröße und die Anströmwinkel aufeinander abgestimmt sind, sodass Materialien mit der richtigen Größe als Endprodukt passieren können.

Im Gegensatz dazu sind zweistufige Hammermühlen speziell darauf ausgelegt, den Platzbedarf und die Effizienz zu maximieren, indem sie in nur einem Durchgang das bestmögliche Endprodukt produzieren. Zweistufige Mühlen bestehen aus zwei unabhängig voneinander angetriebenen Hammermühlen, die übereinander gestapelt sind.

Abnutzungszone In einer zweistufigen Hammermühle gibt es aufgrund der sogenannten Abriebzone eigentlich drei Phasen der Zerkleinerung. Die Abriebzone ist der Bereich, der zwischen dem oberen Rotor und dem unteren Rotor einer zweistufigen Hammermühle entsteht. Die Materialien durchlaufen die anfängliche Mühlen- und Siebanordnung und werden dann in die sekundäre Mühlenkammer geleitet. Vor Erreichen des zweiten Rotors schafft der Partikel-auf-Partikel-Aufprall in der Abriebzone zusätzliche Möglichkeiten zur Größenreduzierung in einem Bereich, dessen Prinzipien einer Strahlmühle ähneln. Die durch die gegenläufigen Rotoren erzeugten Turbulenzen und der kontinuierliche Partikelstrom erzeugen hohe Aufprallkräfte; zwei Zwecken dienen:

In vielen Situationen werden die Materialien abhängig von den Materialien und den Verarbeitungszielen in einer einstufigen Mühle verarbeitet, dann gesiebt und für einen zweiten Durchgang und eine weitere Verarbeitung in die Mühle zurückgeführt. Bei dieser Anordnung ist möglicherweise eine viel größere Mühle erforderlich, da sie das Frischfutter und die zusätzliche Rezirkulationsladung an übergroßen Partikeln verarbeiten muss.

Es ist wichtig zu beachten, dass mehrere Durchgänge durch eine einstufige Mühle nicht unbedingt zum gleichen Endergebnis führen wie ein einzelner Durchgang durch eine zweistufige Mühle. Hammermühlen sind in der Regel auf eine kurze Verweilzeit ausgelegt, d. h. das Material wird schnell in die Mühle eingeführt und wieder abgeführt. ermöglicht eine effiziente Materialverarbeitung. Durch die Wiederverwertung vorgemahlener Materialien durch dasselbe Sieb in mehreren Durchgängen erfährt dieses Material nicht die gleichen Aufprallkräfte, da es dazu tendiert, schnell durch das Sieb zu gelangen, da es bereits so dimensioniert ist, dass es das Sieb passieren kann. Das Hinzufügen der zweiten Mühle mit einer kleineren Siebgröße ermöglicht eine längere Verweilzeit in der Mühle. Da das vorgemahlene Produkt noch zerkleinert werden muss, bevor es das sekundäre Klassierungssieb passiert, wird das Material kurz suspendiert, sodass eine kontinuierliche Zufuhrrate dafür sorgt, dass die Abriebzone vollständig mit grobem Material von oben und feineren Partikeln von unten besetzt bleibt.

Die von Partikel zu Partikelaufprall bei sehr hohen Geschwindigkeiten übertragene Energie führt zu einer erhöhten Abstufung in einem feineren Partikelbereich. Diese Abstufung ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Eine weitere Größenreduzierung erfolgt, da durch die wiederholten Kollisionen zwischen Partikeln und Hämmern erhebliche Energie ausgetauscht wird, bis das Material schließlich mit der gewünschten Partikelgröße das Sekundärsieb passiert.

Partikelgrößenanalyse(siehe Grafik)

Es gibt viele Variablen für die Mahleffizienz bei feiner Partikelgröße. Ein wesentlicher Faktor ist die Siebauswahl für die Ober- und Untermühle. Auch hier werden Mühlen je nach Materialbeschaffenheit mit Stabrosten oder Lochsieben ausgestattet; Es kann jede beliebige Kombination verwendet werden. In Fällen, in denen das Material sperrig ist, kann für das anfängliche Mahlen ein Stabrost ausgewählt werden, um eine höhere Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit gegenüber schwereren Materialien zu gewährleisten. Während die Sekundärmühle ein perforiertes Sieb mit kleinem Bohrungsdurchmesser für feinere Endpartikel verwendet. Die Siebgröße ist der einflussreichste Faktor in Bezug auf die Partikelgröße, da das Material das Sieb passieren muss.

Eine weitere Variable ist die Rotorgeschwindigkeit. Wie in diesem Artikel beschrieben, ist die Kraft, die der Hammer auf die Partikel ausübt, für die Größenreduzierung verantwortlich. Bei einer zweistufigen Mühle wird jede Mühle unabhängig voneinander angetrieben, so dass sie sich mit der gleichen Spitzengeschwindigkeit drehen kann, oder die untere Mühle kann zum Feinmahlen mit höherer Geschwindigkeit laufen, wenn sie mit einem Antrieb mit variabler Frequenz ausgestattet ist. Dies ermöglicht dem Benutzer eine Feinabstimmung des Prozesses und eine bessere Kontrolle über die Partikelgrößenverteilung.

Schließlich tragen Stil und Größe des Hammers zur Effizienz bei. Der Rotor kann mit vielen Hammerkonfigurationen zusammengebaut werden. Durch die Auswahl der richtigen Hammerkonfiguration mit der richtigen Spitzengeschwindigkeit wird die erforderliche Schlagkraft erzeugt, die dem zu zerkleinernden Material entspricht, ohne dass er beim Kontakt mit dem Material zurückgestoßen wird.

Insbesondere bei Feinschleifanwendungen ist die Luftunterstützung ein weiterer entscheidender Faktor. Oftmals wird Ansaugluft eingesetzt, um das effiziente Ansaugen von Material durch die Mahlkammer mit der richtigen Verweilzeit zu unterstützen. Die Aspiration trägt nicht nur zu einer gleichmäßigeren Produktverteilung bei, sondern kontrolliert auch die Hitzeentwicklung und die Staubentwicklung rund um die Mühle. Durch die Integration einer zweistufigen Verarbeitung in ein optimiertes System wird der Luftweg vereinfacht und die Notwendigkeit mehrerer Förderschritte mit Staubabscheidung für ein bestimmtes System vermieden. Die richtige Dimensionierung des Luftsystems ist von entscheidender Bedeutung, da der Luftstrom durch die Mühle sorgfältig dimensioniert werden muss, um nur den ultrafeinen Staub einzufangen und nicht, um das Material durch die Mühle zu ziehen, ohne die richtige Verweilzeit in jeder Mahlstufe zu berücksichtigen.

Bill Castine ist Vertriebsingenieur, Schutte-Buffalo, Buffalo, NY. Für weitere Informationen rufen Sie 716-855-1555 an oder besuchen Sie www.hammermills.com.

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