Hintergrund und Ziele des Projekts
Die Zementmahlung ist der letzte Schritt bei der Zementherstellung, die als energieintensiver Prozess eingeordnet wird. Der Bereich der Zementmahlung macht dabei ca. 45 % des gesamten elektrischen Energiebedarfs aus und hat einen zentralen Einfluss auf die Produktqualität. Die energetische Optimierung der Mahlung in Kugelmühlen, die seit über 100 Jahren für die Mahlung genutzt werden, ist daher von großer Bedeutung. Aktuelle Studien zeigen, dass der Einsatz von Keramikmahlkörpern Energieeinsparungen von bis zu 15 % ermöglicht, ohne die hohen Qualitätsanforderungen an die verschiedenen Zemente zu gefährden.
Der Einsatz von Keramikmahlkörpern wird bei der Zementmahlung derzeit nur vereinzelt angewendet. Aufgrund vieler nicht erfasster Einflussfaktoren ist eine rein rechnerische Auslegung der Gattierung für Großanlagen aktuell nicht möglich, und großtechnische Versuche verursachen hohe Kosten. Um eine Auslegungsgrundlage für den Einsatz von Keramikmahlkörpern im Bereich der Zementmahlung zu schaffen, sollten im Forschungsprojekt wichtige Kenngrößen für die Auslegung und das Verhalten von Keramikmahlkörpern bei der Mahlung von Klinker und weiteren Zement-Haupt-/-Nebenbestandteilen untersucht werden. Der Fokus lag hierbei auf der Feinmahlung (Kugelgrößen <50 mm).
Erst durch die in den letzten Jahren gesunkenen Herstellungskosten und die höheren Qualitäten der Keramikmahlkörper bilden diese eine Alternative für die gängigen Mahlkörper aus Stahl. Die innovative Idee dieses Forschungsvorhabens bestand in der systematischen Analyse des Zerkleinerungs- und Verpelzungsverhalten von Keramikmahlkörpern, um mittels einer Flow-Sheet Simulationsumgebung Skalierungsregeln und Vorrausagen über den Energiebedarf und das Anlagenverhalten beim Einsatz dieser Mahlkörper treffen zu können. Diese Vorhersagen ermöglichen 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 zu Keramikmahlkörpern können direkt von den KMU der Zementhersteller sowie dem Anlagenbau genutzt werden.
