Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Untersuchung zum Einsatz von Keramikmahlkörpern zur Energie- und Produktoptimierung bei der Mahlung in der Zementindustrie

Die Zementmahlung ist der letzte Schritt bei der Zementherstellung, die als ein energieintensiver Prozess eingeordnet wird. Der Bereich der Zementmahlung macht dabei ca. 45% des gesamten elektrischen Energiebedarfs aus und hat einen entscheidenden Einfluss auf die Produktqualität. Die energetische Optimierung der Mahlung in Kugelmühlen, welche seit über 100 Jahren für die Mahlung genutzt werden, ist daher von großer Bedeutung. Neue Untersuchungen zeigen, dass durch den Einsatz von Keramikmahlkörpern Energieeinsparungen von bis zu 15% möglich sind, ohne die hohen Qualitätsanforderungen an die verschiedenen Zementsorten zu gefährden. Erst durch die in den letzten Jahren gesunkenen Herstellungskosten und höhere Qualitäten der Keramikmahlkörper bilden diese eine Alternative für die gängigen Mahlkörper aus Stahl. Für den Einsatz von Kermikmahlkörpern liegen jedoch keine allgemein anerkannten Auslegungsregeln oder systematische Untersuchungen vor. Dies stellt vor allem für KMUs mit einer kleineren Anzahl von Mahlanlagen eine Herausforderung dar, da diese meist nicht die nötigen Kapazitäten für ausgiebige Tests der ver-schiedenen Mahlkörpergattierungen haben. Die innovative Idee dieses Forschungsvorhabens besteht in der systematischen Analyse des Zerkleinerungs- und Verpelzungsverhalten von Keramikmahlkörpern, um mittels einer Flow-Sheet Simulationsumgebung Skalierungsregeln und Voraussagen über den Energiebedarf und das Anlagenverhalten beim Einsatz dieser Mahlkörper treffen zu können. Diese Vorhersagen ermöglichen dabei nicht nur eine energetische Optimierung der Anlagen, sondern erleichtern zudem die Entwicklung von neuen Produkten, durch ein besseres Verständnis des Zerkleinerungsverhaltens. Die wissenschaftlich fundierten Ansätze zum Einsatz von Keramikmahlkörpern können direkt von den KMU der Zementhersteller, sowie dem Anlagenbau genutzt werden.