Procedimiento y dispositivo para moler una materia prima caliente y humeda.

Procedimiento para moler una materia prima caliente y húmeda, especialmente clínker de cemento, escoria y áridos, en el que los componentes de la materia prima se cargan en un molino vertical (2), se muelen y simultáneamente se secan con la ayuda de un gas caliente (4) que se suministra en la parte inferior (3) del molino a través de una corona directriz, y en el que con la ayuda de un medio refrigerador se mantiene una temperatura predefinible del gas y del producto después de un separador (6), caracterizado porque el gas caliente (4) se suministra a una temperatura de entrada de gas que se determina por la humedad del componente con la mayor humedad de la materia prima, y porque por encima de la corona directriz y de forma separada del gas caliente (4) se introduce un gas refrigerante (8) en el molino vertical (2) y se mezcla con la mezcla formada por el material que se ha de moler y el gas.

Procedimiento y dispositivo para moler una materia prima caliente y húmeda La invención se refiere a un procedimiento para moler una materia prima caliente y húmeda según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un dispositivo para moler una materia prima caliente y húmeda según el preámbulo de la reivindicación 15.

La invención está prevista, especialmente en la industria del cemento, para moler y al mismo tiempo secar materias primas tales como clínker de cemento, escoria y áridos.

Se sabe que para este tipo de procesos de molienda y secado resultan adecuados de forma especialmente ventajosa los molinos verticales con un separador integrado o superpuesto, especialmente molinos trituradores de rodillos por corriente de aire del tipo Loesche. Los sistemas de molienda con molinos verticales pueden usarse en combinación con hornos tubulares giratorios y, además, los gases de escape del horno procedentes del proceso de intercambio de calor y de refrigeración de clínker pueden aprovecharse para la molienda y el secado y para el transporte neumático del material molido.

En el documento DE19836323C2 se describen procedimientos e instalaciones para la fabricación de cemento con un molino vertical. Por el documento DE-AS2361060, además de la molienda y el secado de harina cruda en un molino triturador de rodillos por corriente de aire se conoce la molienda y refrigeración de clínker de cemento en un molino triturador de rodillos por corriente de aire, postconectado al horno tubular giratorio.

En el documento US4090671A se describe un procedimiento para moler clínker de cemento que se realiza en un molino tubular que presenta al menos dos cámaras. Junto al material que ha de molerse se suministra aire o un gas para un intercambio de calor con el material del molino. El material molido sale por el extremo opuesto del molino. Entre las dos cámaras de molienda está realizada una zona de separación para hacer pasar el material que se ha de moler de la primera cámara a la segunda cámara y para evacuar la humedad de la primera cámara de molienda y el suministro de aire freso o gas freso a la segunda cámara de molienda.

Por el documento US4597537A se conoce un molino vertical que presenta un separador integrado y una carcasa de molino configurada de forma definida. Para mejorar la eficiencia del separador están dispuestos elementos montados en la zona de la cámara de molienda superior y delante del separador, que sirven para influir en la corriente de material que se ha de moler y fluido. En la zona del separador están previstos además suministros de gas tangenciales con los que se pretende regular la corriente de gas en el separador. En la pared del cono de sémola está dispuesto otro suministro de gas, a través del cual puede suministrarse un gas caliente para conseguir que las partículas finas adheridas a las partículas gruesas se separen de las partículas gruesas y para la reconducción de las partículas finas a la cámara de separación.

Para la molienda de escorias y cementos mixtos se usan de manera ventajosa molinos trituradores de rodillos modificados del sistema Loesche que se denominan molinos de 2+2 rodillos o molinos de 3+3 rodillos. En estos molinos verticales se emplean pares de rodillos compuestos respectivamente por un rodillo de compactación previa, denominado también rodillo E (rodillo esclavo) , y un rodillo de molienda, denominado también rodillo M (rodillo maestro) (documento EP0406644B1) .

En la molienda de materias primas, como el clínker de cemento, la escoria y los áridos, los componentes de materia prima presentan diferentes humedades y/o diferentes temperaturas. Clínker de cemento caliente que puede presentar temperaturas superiores a 120 º C ha de molerse en fábricas de cemento cuando se aumentó la capacidad de los hornos tubulares giratorios y no es suficiente la capacidad existente de los refrigeradores de clínker y/o cuando el almacenaje de clínker en silos o un almacenaje al exterior no prevé un tiempo de refrigeración suficiente hasta la molienda, lo que puede suceder especialmente en la producción en línea.

Durante la molienda de clínker de cemento caliente en molinos verticales con escoria y áridos húmedas se ven perjudicados negativamente los gases de refrigeración y de secado en su función como gases portadores. El gas de secado o gas caliente ha de suministrarse a una temperatura suficientemente alta y en tal volumen que el proceso de secado pueda realizarse a corto plazo durante la molienda. El gas de refrigeración, especialmente aire fresco se añade mezclando al gas caliente de manera regulada, a temperaturas de carga correspondientes, especialmente del clínker de cemento o de la escoria.

Para alcanzar la temperatura de gas y de producto deseada después del separador, muchas veces es preciso realizar una inyección de agua a la cámara de molienda, por ejemplo a la zona de circulación de sémola. Los inconvenientes son un mayor consumo de energía debido a la evaporación de agua refrigerante necesaria, una merma de la calidad del cemento y un mayor desgaste de las piezas moledoras y un mayor consumo de energía en el motor del molino.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un procedimiento y un dispositivo para una molienda y un secado simultáneos de una materia prima caliente y húmeda en un molino vertical que garanticen un rendimiento de paso óptimo, así como un ahorro de energía y, al mismo tiempo una mejora de la calidad del producto, especialmente en el caso de cementos mixtos.

En relación con el procedimiento, el objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1 y, en relación con el dispositivo, mediante las características de la reivindicación 15. Algunas variantes convenientes y ventajosas figuran en las reivindicaciones subordinadas y en la descripción de las figuras.

Una idea básica del procedimiento según la invención consiste en alcanzar una alta eficiencia de molienda/secado de tal forma que el nivel de temperatura del gas caliente que se suministra al molino a través de la corona directriz o la corona de álabes, se ajusta de tal forma que la velocidad de molienda y de secado sean iguales. De esta forma, se consigue el máximo rendimiento de paso en la técnica de molienda con el menor consumo de energía eléctrica de los motores del molino, del separador y del soplador.

Según la invención, se suministra gas caliente a una temperatura de entrada de gas que además de considerar la temperatura de la materia prima es determinada decisivamente por la humedad del componente de materia prima con la mayor humedad. Según la invención, para la regulación de la temperatura predefinida de salida del separador de la mezcla de gas y producto, por encima de la corona directriz y por separado del gas caliente, en el molino vertical se introduce como medio refrigerante un gas refrigerante y se mezcla con la mezcla de material que se ha demoler y gas.

Una inyección de agua como medio refrigerante se sustituye o al menos se reduce de manera considerable por el suministro de un gas refrigerador, especialmente de aire fresco procedente del entorno. Esto ofrece además la ventaja de que al ya no ser necesaria o reducirse la evaporación de agua refrigerante se consigue un ahorro de energía de calefacción.

Resulta ventajoso que por la división del volumen total del gas del molino o del gas sustentador en gas caliente que se suministra a la parte inferior del molino y en gas refrigerador que se suministra a la parte superior del molino, la molienda y el secado simultáneos son determinados por el gas caliente suministrado. La posibilidad de altas temperaturas de entrada de gas en la zona inferior de la parte superior del molino permite la molienda y el secado simultáneos de la materia prima y, por tanto, un rendimiento de paso óptimo del molino. Al mismo tiempo, por la sustitución del agua refrigerante por gas refrigerante, especialmente por aire fresco o aire refrigerado al menos en parte, puede regularse de una manera óptima energéticamente la temperatura necesaria del producto y del gas después del molino, que de manera ventajosa puede ser de 95 º C.

Dado que se puede renunciar a una inyección de agua refrigerante o ya sólo se inyectan cantidades de agua refrigerante reducidas considerablemente, se consigue un ahorro de energía de calefacción y al mismo tiempo una mejora de la calidad del producto. Además, resultan ventajas de proceso para equipamientos postconectados de la instalación, tales como filtros de tubo y sopladores.

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1. Procedimiento para moler una materia prima caliente y húmeda, especialmente clínker de cemento, escoria y áridos, en el que los componentes de la materia prima se cargan en un molino vertical (2) , se muelen y simultáneamente se secan con la ayuda de un gas caliente (4) que se suministra en la parte inferior (3) del molino a través de una corona directriz, y en el que con la ayuda de un medio refrigerador se mantiene una temperatura predefinible del gas y del producto después de un separador (6) , caracterizado porque el gas caliente (4) se suministra a una temperatura de entrada de gas que se determina por la humedad del componente con la mayor humedad de la materia prima, y porque por encima de la corona directriz y de forma separada del gas caliente (4) se introduce un gas refrigerante (8) en el molino vertical (2) y se mezcla con la mezcla formada por el material que se ha de moler y el gas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque referido a la cantidad total del gas sustentador en el molino vertical (2) se suministra hasta un 30% de gas refrigerante (8) en una parte superior (5) del molino vertical (2) .

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque como gas refrigerante (8) se suministra aire fresco.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como gas refrigerante (8) se suministra al menos en parte aire refrigerado.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque como temperatura de gas y de producto después del separador (6) se predeterminan 95 º C que se mantienen mediante un suministro regulado del gas refrigerante (8) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el molino vertical (2) , el separador (6) y un filtro (11) se someten a una depresión, y como gas refrigerante (8) se aspira aire ambiente.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque la depresión se genera con una corriente volumétrica necesaria mediante un ventilador de molino (12) postconectado al filtro (11) .

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas caliente (4) a una temperatura de entrada de 180 º C, se suministra al molino vertical (2) , por ejemplo alrededor de 230 º C.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de entrada de gas caliente al molino vertical (2) se regula en función de la cantidad y la humedad de los componentes en conjunto o individuales de la materia prima.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque hasta el 70% de la corriente volumétrica en el molino vertical (2) se suministra como gas caliente (4) .

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cantidad total del molino vertical (2) se regula mediante la medición después del filtro (11) y la admisión del ventilador de molino (12) .

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas refrigerante (8) se introduce en la cámara de molienda (7) con una corriente de turbulencia correspondiente a la mezcla ascendente de material que se ha de moler y gas.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el gas refrigerante (8) se introduce en la cámara de molienda (7) a través de dispositivos de suministro (18) en la carcasa de molino (13) dispuestos en la zona de la parte superior (5) del molino y entre rodillos molturadores (15) o entre rodillos molturadores (15) y rodillos esclavos (16) .

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura de entrada de gas caliente se mide antes del molino vertical (2) y se regula mediante un generador de gas caliente (17) y/o mediante el suministro de gas procedente de procesos contiguos y/o la reconducción del gas después del ventilador de molino (12) .

15. Dispositivo para moler una materia prima caliente y húmeda, especialmente clínker de cemento, escoria y áridos, con un molino vertical (2) , un separador (6) y un conducto de alimentación (14) para gas caliente (4) que llega a la cámara de molienda (7) a través de una corona directriz en la parte inferior (3) del molino, y con al menos un dispositivo de suministro (18) para un medio refrigerante con el que se puede regular una temperatura predefinible del gas y del producto después del separador (6) , especialmente para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14 , caracterizado porque los dispositivos de suministro (18) están concebidos para un gas refrigerante (8) como medio refrigerante y dispuestos por encima de la corona directriz en la parte superior (5) del molino y porque está previsto un tramo de regulación para el suministro de aire fresco (8) como gas refrigerante y la temperatura del gas y del producto después del separador (6) es una magnitud de regulación.

16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque los dispositivos de suministro (18) para el gas refrigerante (8) están dispuestos entre rodillos molturadores (15) o entre rodillos molturadores (15) y rodillos esclavo (16) .

17. Dispositivo según la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque como dispositivos de suministro (18) están dispuestas cajas de turbulencia que para el suministro regulado del gas refrigerante (8) presentan válvulas de turbulencia ajustables.

18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque está dispuesto un soplador adicional para el suministro del aire fresco (8) .

19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque por encima del plato molturador están dispuestos dispositivos de suministro (19) para agua refrigerante.

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado porque está previsto un tramo de regulación para la temperatura de entrada del gas caliente (4) en el molino vertical (2) y la humedad máxima de un componente de la materia prima es una magnitud de regulación.

21. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 20, caracterizado porque está dispuesto un dispositivo de medición de temperatura (21) para el gas caliente (4) en el conducto de alimentación (14) delante del molino vertical (2) , que para la regulación de la temperatura está conectado a un generador de gas caliente (17) .

22. Dispositivo según una de las reivindicaciones 15 a 21, caracterizado porque el conducto de alimentación (14) para el gas caliente (4) está conectado con un conducto de reconducción (20) para el gas caliente procedente del proceso de molienda y de secado y después del ventilador de molino (12) y/o con un suministro de gas caliente procedente de procesos contiguos, por ejemplo de un refrigerador de clínker.

23. Dispositivo según una de las reivindicaciones 17 a 22, caracterizado porque las válvulas de turbulencia de las cajas de turbulencia pueden ajustarse para un suministro tangencial del gas refrigerante (8) .