Identifizierung einer Stiftmühle für optimale Leistung und minimale Ausfallzeiten

Aug 01, 2023

21. März 2018

Eine Stiftmühle zerkleinert trockene Schüttgüter durch Prall auf mittlere Feinheit, d. Wie bei jeder Prallmühle sind die Komponenten und Oberflächen der Stiftmühle einem hohen Verschleiß und einer anspruchsvollen Betriebsumgebung ausgesetzt. Der beste Weg, diesen Bedingungen entgegenzuwirken, besteht darin, eine Mühle auszuwählen, deren Komponenten und Betriebsfunktionen auf Ihre Anwendung zugeschnitten sind. Die hier aufgeführten Tipps erklären, wie Sie eine Stiftmühle spezifizieren können, die Spitzenleistungen erbringt und nur minimale Ausfallzeiten für Teileaustausch und Reparaturen aufweist.

(siehe Abbildung A)

Eine Stiftmühle ist eine der am häufigsten eingesetzten Prallmühlen zum Mahlen von Schüttgütern auf mittlere Feinheit. Die Mühle kann Futtermaterialien mit einer Partikelgröße von 20 Mikrometern bis 0,5 Zoll und einer Mohs-Härte von 4 aufnehmen, wodurch die Partikel je nach Mühlentyp und Futtergröße auf bis zu 10 Mikrometer reduziert werden. Diese vielseitige Maschine verarbeitet ein breites Spektrum an Materialien. Einige typische Beispiele sind: Herbizide, Pestizide, Fungizide, Kalkhydrat, Trona, Gips, Zucker, nasser Maisschlamm, Lebensmittelzutaten, Chemikalien, Harze und Polymere. (Informationen zu Konfigurationen, Komponenten und Betrieb der Stiftmühle finden Sie in der entsprechenden Seitenleiste „Grundlagen der Stiftmühle“).

Durch die Festlegung der richtigen Komponenten und Betriebsfunktionen für Ihre Stiftmühle können Sie nicht nur die Mühle optimieren, um Ihr Material zuverlässig auf die gewünschte Feinheit zu mahlen, sondern auch die Ausfallzeiten der Ausrüstung für den Austausch von Teilen und Reparaturen reduzieren. Dies kann dazu beitragen, dass Ihre Mühle ein Endprodukt mit einer sehr feinen oder homogenen Partikelgrößenverteilung liefert, einem extrem abrasiven oder korrosiven Material standhält oder ein hitzeempfindliches Material sicher zerkleinert, ohne es zu beschädigen.

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Die beste Quelle für Hilfe bei der Spezifizierung der Mühle ist der Hersteller der Stiftmühle. Ein Hersteller mit langjähriger Erfahrung in der Lieferung von Geräten, die schwierigen Materialien und Betriebsbedingungen erfolgreich gewachsen sind, kann Ihnen dabei helfen, die erforderlichen Maßnahmen zu ermitteln, damit Ihre Stiftmühle reibungslos und mit minimalen Ausfallzeiten läuft. Bevor Sie die Mühle spezifizieren, ist es immer eine gute Idee, Ihr Material vom Hersteller in Pilotmühlen testen zu lassen, die mit verschiedenen Stiftkonfigurationen und Konstruktionsmaterialien, Komponenten aus geeigneten verschleiß- oder korrosionsbeständigen Materialien und anderen Optionen ausgestattet sind. Für die Durchführung der Tests werden in der Regel zwischen 400 und 1000 Pfund Ihres Materials benötigt, je nachdem, welche Ergebnisse Sie benötigen. Wenden Sie sich an das Prüflabor Ihres Herstellers, um Vorkehrungen zu treffen und Tests zu planen.

Sobald Sie die Testergebnisse zur Hand haben, können Sie mit dem Hersteller zusammenarbeiten, um eine Stiftmühle für höchste Mahlleistung bei minimaler Wartungsausfallzeit zu spezifizieren. Hier sind fünf praktische Tipps zur Identifizierung einer Stiftmühle für optimale Leistung und minimale Ausfallzeiten.

1. Geben Sie die optimale Anzahl und Anordnung der Pins an Die Auswahl der idealen Anzahl an Stiften und der geeigneten Stiftanordnung (normalerweise in Reihen) für Ihre Stiftmühlenscheiben kann nicht nur dazu beitragen, die endgültige Partikelgrößenverteilung zu erzielen, die Sie benötigen, sondern auch dabei helfen, die Enge dieser Verteilung zu steuern, um Ihre Produktanforderungen zu erfüllen. Die richtige Anzahl und Anordnung der Stifte kann Materialansammlungen in der Mühle während des Mahlens minimieren und so den Reinigungsaufwand und die damit verbundenen Ausfallzeiten reduzieren. Eine sorgfältige Spezifikation der Stifte kann auch die beim Schleifen entstehende Wärmemenge reduzieren und Ihnen dabei helfen, hitzebedingte Materialansammlungen und das Erweichen oder Schmelzen wärmeempfindlicher Partikel oder andere Partikelschäden zu vermeiden. Verlassen Sie sich bei der Bestimmung der für Ihre Anwendung am besten geeigneten Anzahl und Anordnung der Stifte auf die Erfahrung Ihres Stiftmühlenherstellers.

(siehe Abbildung B)

2. Spezifizieren Sie hochwertige Teile und geeignete Optionen für Ihre Anwendung Jede innere Mühlenoberfläche, die während des Mahlens mit dem Material in Kontakt kommt, unterliegt einem Verschleiß. Bei einer Stiftmühle umfasst dies die Stifte, die Verschleißplatte (d. h. die Scheibenoberfläche, auf der die Stifte montiert sind), den Rotor und den Aufprall Wand an der Scheibenperipherie. Diese Teile können auch Korrosion ausgesetzt sein, wenn Ihre Stiftmühle ein korrosives Material verarbeitet.

Den Schleifprozess zu unterbrechen, um Teile auszutauschen, ist kostspielig. Der Produktionsausfall, die Wartungsarbeitskosten und die Teilekosten können sich schnell summieren. Durch die Auswahl hochwertiger Teile aus einem geeigneten verschleiß- oder korrosionsbeständigen Material können Sie die Austauschhäufigkeit reduzieren und die Qualität Ihres Produkts aufrechterhalten, während Ausfallzeiten und Wartungskosten minimiert werden.

Tragemöglichkeiten: Sie können verschiedene Konstruktionsmaterialien für die Stifte, Verschleißplatten und die Prallwand angeben, damit diese Verschleiß und Korrosion widerstehen. Zu den gängigen verschleißfesten Materialien gehören die folgenden, von denen für weniger abrasive bis hin zu stärker abrasiven Partikeln: Weichstahl, 40-RC-Werkzeugstahl (Rockwell C), 60-RC-einsatzgehärteter Werkzeugstahl, chromoxidbeschichtetes 60-RC-Gehäuse -Gehärteter Werkzeugstahl, Chromkarbid, Wolframkarbidbeschichtung und Wolframkarbid. Zu den korrosionsbeständigen Materialien gehören Edelstahl vom Typ 304 und Typ 316 sowie spezielle Tiefenoberflächenbehandlungen wie Stellite und andere Beschichtungen.

Hersteller bieten viele Komponentenoptionen an, die dazu beitragen können, dass Ihre Stiftmühle verschleißfester wird. Dazu gehören Doppelplatten-Einschlussrotoren (für Stiftmühlen mit vertikaler Welle), die Schleifpartikel während des Mahlens im Inneren des Rotors einschließen, um die Lebensdauer der Mühlengehäuseoberflächen zu verlängern; Rotoren, die sich sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn drehen (auch für Stiftmühlen mit vertikaler Welle), wodurch die Lebensdauer der Verschleißteile der Mühle verdoppelt werden kann; Hochleistungslagerbaugruppen; und fortschrittliche Lagerschmiersysteme, die die Lagerlebensdauer verlängern und auch höhere Rotorgeschwindigkeiten für feinere Endpartikelgrößenverteilungen ermöglichen.

Waschoptionen:Wenn Sie eine Stiftmühle mit automatischer Abwaschfunktion für eine schnelle und häufige Reinigung benötigen, kann der Hersteller das Gerät mit Flüssigkeitseinspritzdüsen und einem Ablasspunkt ausstatten und Anweisungen zum Einrichten des Abwaschsystems beifügen.

Kühloptionen: Bei Verwendung einer Stiftmühle ist mit einem gewissen Temperaturanstieg zu rechnen. Wenn sich die interne Rotorplatte oft mit hoher Geschwindigkeit dreht, erzeugt sie einen Luftstrom. Der Luftstrom erfährt auf seinem Weg durch das System einen Widerstand, was zu einem Anstieg der Mühlentemperatur führt. Wenn Material durch die Mühle verarbeitet wird, kann außerdem die Reibung, die durch den Aufprall des Materials auf die Stifte, Mühlenwände und Auskleidungen entsteht, auch die Innentemperatur erhöhen. Um diesen Temperaturanstieg zu minimieren, können wasser- oder glykolgespeiste Kühlfunktionen in gefährdeten Bereichen der Mühle angebracht werden. Für Echtzeitmessungen können Mühlen mit Sensoren und Thermoelementen ausgestattet werden.

Steuerungsoptionen: Durch das Hinzufügen zusätzlicher Steuerungen wie einem Frequenzumrichter (VFD) zur Stiftmühle können Kunden die Rotorgeschwindigkeit variieren. Dies kann dabei helfen, die Verteilungsgröße des Ausgangsprodukts zu kontrollieren, wenn das Ausgangsmaterial Chargenschwankungen aufweist. Darüber hinaus haben Sie die Möglichkeit, unterschiedliche Materialien mit der Stiftmühle zu verarbeiten, wenn die Nachfrage schwankt.

Anwendungsbeispiel einer Stiftmühle: So wurde kürzlich eine Stiftmühle mit vertikaler Welle zum Mahlen eines anspruchsvollen Materials spezifiziert. Trona (Natriumsesquicarbonat), ein trockenes Sorbenspulver, das zur Rauchgasentschwefelung in Kohlekraftwerken verwendet wird, ist halbabrasiv und hygroskopisch. In einem Kraftwerk sollte das Material rund um die Uhr in einer Stiftmühle gemahlen und direkt in den Rauchgasstrom der Anlage eingespritzt werden, wo die fein gemahlenen Trona-Partikel Verunreinigungen im Rauchgas absorbieren und so die Luftverschmutzung verringern würden. Durch das Mahlen würde sich die Oberfläche des Pulvers um 30 Prozent vergrößern, wodurch die für die Entschwefelung erforderliche Trona-Menge reduziert würde und somit die letztendlich auf der Deponie verbrachte Menge reduziert würde, wodurch die Entsorgungskosten sinken würden. Um dieses halbabrasive Pulver zu verarbeiten, wurde die Stiftmühle mit chromoxidbeschichteten RC-60-Werkzeugstahlstiften, einer Schlagwand aus Chromkarbid und einem Doppelplatten-Eindämmungsrotor ausgestattet. Die Mühle war außerdem für eine automatische Reinigung ausgestattet, so dass etwaige Trona-Ablagerungen einfach und schnell entfernt werden konnten.

3. Halten Sie Verschleißteile bereit, um Ausfallzeiten zu reduzieren Durch die Bevorratung von Ersatzverschleißteilen wie Stiften, Verschleißplatten, Prallwänden und Rotoren in der Wartungsabteilung Ihrer Anlage sparen Sie Zeit und Geld, indem Sie die Ausfallzeiten beim Austausch von Teilen auf ein Minimum reduzieren. Durch die Bevorratung von Teilen entfällt die Zeit, die für die Bestellung von Teilen beim Hersteller der Stiftmühle erforderlich ist. Es stimmt zwar, dass die meisten Hersteller wichtige Ersatzteile für eine schnelle Lieferung an ihre Kunden auf Lager haben, die meisten Verschleißteile Ihrer Stiftmühle sind jedoch wahrscheinlich für Ihre spezielle Anwendung spezifiziert, sodass Ihr Hersteller möglicherweise nicht alle Teile hat, die Sie zur sofortigen Lieferung benötigen. Planen Sie im Voraus und bestellen Sie Teile, bevor Sie sie benötigen.

4. Wählen Sie einen Stiftmühlenhersteller mit einem breiten Leistungsspektrum Suchen Sie nach Stiftmühlenherstellern, die ein komplettes Dienstleistungspaket anbieten, von Musterprüfungen und Beratung vor dem Kauf über Engineering, Inbetriebnahme, Schulungs- und Schulungsprogramme bis hin zu Wiederaufarbeitungsdiensten. Wichtig ist auch eine gute Dokumentation mit Betriebsanweisungen und Sicherheitsverfahren. Diese Dienstleistungen stellen sicher, dass Sie nicht nur die richtige Stiftmühlenausrüstung für Ihre Anwendung erwerben, sondern auch fortlaufende Unterstützung erhalten, um sicherzustellen, dass die Bediener gut geschult sind und die Ausrüstung optimal nutzen können.

5. Warten Sie Ihre Stiftmühle auf Höchstleistung Sobald Ihre Stiftmühle in Ihrer Anlage in Betrieb ist, ist die ordnungsgemäße Wartung der Schlüssel zur Aufrechterhaltung der Spitzenleistung ohne übermäßige Ausfallzeiten. Zu den Grundlagen der Wartung Ihrer Mühle gehören regelmäßige Inspektion, Schmierung, Reinigung und vorbeugende Wartung. Alle diese Verfahren sind im Betriebs- und Wartungshandbuch beschrieben, das der Hersteller der Mühle beigefügt hat. Stellen Sie sicher, dass alle Mühlenbetreiber und Wartungsarbeiter mit dem Handbuch vertraut sind und die darin beschriebenen Verfahren befolgen.

Indem sie sich auf den normalen Betrieb der Stiftmühle einstellen, können diese Mitarbeiter auch schnell Symptome wie Vibrationen oder übermäßigen Lärm erkennen und Maßnahmen zur Behebung der zugrunde liegenden Probleme ergreifen, bevor sie die Produktqualität beeinträchtigen oder einen Geräteausfall verursachen. Weitere Hilfe bei der Diagnose und Lösung von Betriebsproblemen erhalten Sie von Ihrem Stiftmühlenhersteller. Die meisten Hersteller verfügen rund um die Uhr über Werksservicetechniker, die Unterstützung bei der Fehlerbehebung bieten.

Grundlagen der Stiftmühle

Stiftmühlen sind in zwei Grundkonfigurationen erhältlich: mit horizontaler oder vertikaler Welle. In einer Stiftmühle mit vertikaler Welle, wie in Abbildung C dargestellt, werden stationäre Stifte auf eine stationäre Scheibe (sogenannte stationäre Mühlenplatte) geschraubt oder geschraubt, die sich über einer rotierenden Scheibe (sogenannter Rotor) befindet. Am Mahlrotor sind außerdem Stifte montiert. In einer vertikalen Stiftmühle sind zwei mit Stiften befestigte Scheiben in einer vertikalen Ebene ausgerichtet: Eine Scheibe ist stationär und an einer Schwingtür montiert, während die andere rotiert. Bei beiden Stiftmühlen gelangt das Aufgabematerial in die Mitte der Scheiben, wo die Zentrifugalkraft dazu führt, dass die Partikel nach außen in Richtung der Scheibenränder beschleunigt werden und durch die Stifte auf den Scheiben gelangen. Die austretenden Partikel prallen auf einen stationären Außenring (Aufprallwand genannt) oder eine Auskleidung, die typischerweise aus Statorstiften oder einer glatten oder gewellten Wand besteht, wodurch die Partikel weiter reduziert werden. Bei der Stiftmühle mit vertikaler Welle wird das gemahlene Material in den Kegeltrichter gefüllt, der abnehmbar ist, um den Zugang zum Rotor und den Stiften zu ermöglichen, und dann am Boden der Mühle ausgetragen.

(siehe Abbildung C)

Im Gegensatz zu vielen anderen Prallmühlen arbeitet die Stiftmühle ohne Auslasssieb und weist daher keine Siebverstopfungsprobleme auf. Das Waschen der Mühle ist auch einfacher und schneller als bei vielen anderen Zerkleinerungsmaschinen, ein Vorteil für Sanitär- und andere Anwendungen, die häufiges Waschen erfordern. Um Partikel in der gewünschten Größe aus der Mühle zu befördern oder ein wärmeempfindliches Material während des Mahlens abzukühlen, kann das Gerät mit einem Luftsystem ausgestattet werden, das Luft mit Geschwindigkeiten von 300 bis 1000 cfm direkt durch die Mühle bläst.

Steven Bythrow ist Produktmanager der Simpactor-Stiftmühle bei Sturtevant Inc., Hanover, MA. Er hat einen Bachelor-Abschluss in Materialtechnik von der University of Massachusetts Dartmouth. Für weitere Informationen senden Sie eine E-Mail an [email protected], rufen Sie 800-992-0209 an oder besuchen Sie www.sturtevantinc.com.

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