Yazarlar : Kaushik Ghosh, Dr.-Ing. Thomas Hanstein, Dr.-Ing Jörg Oligmüller, [Maschinenfabrik Köppern GmbH & Co. KG, Almanya] Çeviren : Bahadır Ürkmez [Turbo Makina]
Her şey 1898 yılında Maden Direktörü Wilhelm Köppern’in, Berninghaus- Hütte’yi satın alması ve kömür madenciliği ile ünlü bölgenin madenleri için özellikle kömür briketleme presleri üretmesi ile mütevazı bir şekilde başladı. Kömür tozlarının sadece endüstriyel olarak değil, aynı zamanda evlerde de kullanılması gerekiyordu. Endüstriyel gelişmelerden dolayı, silindirik pres diğer endüstriyel tozların da briketlenmesi için kullanılmaya başlandı.
Köppern’in dünya çapında bir marka olmasına sebep olacak gelişme ve büyüme hamleleri, sırasıyla Leopold Köppern, Otto Schäfer, Helmut Schäfer tarafından yapıldı ve şu anda Christopher Schäfer tarafından yapılmaya devam ediyor.
1980’lerin başlarında Clausthal-Zellerfeld Üniversitesi’nden Prof. Schönert Roller Presler ya da Yüksek Basınçlı Öğütme Silindirleri’ne (HPGR’ler) bunkerde bulunan malzemeyi iki roller arasındaki boşluğa besleyerek bir parçacık yatağı (kek) oluşumunu araştırmaya başladı. Kek oluşturmak için dinamik roller hidrolik kuvvetlerle malzeme yatağına ve sabit silindire bastırılır. Oluşan malzeme yatağı içinde sıkıştırma ve kesme kuvvetlerinin yarattığı mekanik etkileşimlerle parçacıklarda kırılma veya çatlak oluşumuna neden olur[1,2]. Rollerlar arasındaki boşlukta oluşturulan yüksek basınç nedeniyle, beslenen malzeme aglomerasyona uğrayacak şekilde sıkıştırılır ve kek oluşur. HPGR’lerde bu dolaylı kırma işlemi kullanıldığından, diğer konvansiyonel öğütme teknolojilerine kıyasla (örneğin bilyalı değirmenler veya dik değirmenler gibi) dikkate değer derecede daha düşük özgül enerji tüketimi sağlanır[3,4]. Bilyalı değirmenler, daha basit bir teknolojileri nedeni ile kapasite ve enerji tüketimi en önemli darboğazları olmasına rağmen geçmişte öğütme için tek teknoloji idiler. Roller Preslerin enerji tüketimlerinin düşüklüğü nedeni ile bilyalı değirmenlerin önüne akuple edilip ön ezici ve yarı ürün öğütücü olarak silindir presin kullanılmasıyla bilyalı değirmenlerin bu sorunu bir parça aşıldı.
Şekil 1: Tipik bir roller pres çevrimi
Şekil 1’de görülen sistemde, ön ezici olarak çalışan roller prese taze besleme yapılır ve RP’nin ürünü herhangi bir ayırma işlemi yapılmadan bilyalı değirmene iletilir. Bu çevrimde besleme sadece bir kere RP’den geçer. Bir sonraki adım olarak çevrimin verimi, özellikle rölelerin kenarlarında ezilen malzemenin tekrar RP’ye geri beslenmesi ile bir parça iyileştirilir. Bu kenar ürünlerinin geri dönüştürülmesiyle, kek oluşturularak enerji tüketimi azaltılır, ancak bu iyileştirilmiş çevrimin enerji tüketimi hala roller pres kullanılan modern yarı ya da tam öğütme sistemleriyle karşılaştırılamaz.
Enerji maliyeti, çimento üretiminin toplam maliyetinin önemli bir parçası olduğundan, öğütme sistemlerinin enerji veriminin artırılması bütün dünyada hala araştırma konusudur. Özellikle var olan sistemlerin iyileştirilmesi projelerinin, görece düşük yatırım maliyeti ve daha hızlı yatırım geri dönüşü (ROI) nedeniyle daha karlı olduğu bilinmektedir. Şekil 1‘de gösterilen sistemde kenar ürünlerini tekrar öğütmekle kalmayan, aynı zamanda ezilirken ürün haline gelmiş ince parçacıkları kalın parçacıklardan ayıracak bir sistem daha verimli olacaktır. Ancak, bu iyileştirme sırasında en sık karşılaşılan darboğaz dinamik ve statik seperatörler için gerekli kurulum alanının eksikliğidir.
KOESEP®-3 ürünlü Separatör ile öğütme çevriminin iyileştirilmesi
2015 yılında Maschinenfabrik Köppern GmbH & Co. KG, kek geri dönüşümlü bir öğütme sistemini Koesep® 3 ürünlü Separatör kullanarak Şekil 2’de görülen yarı öğütme sistemine başarıyla yükseltti.
Şekil 2 : Çalışan bir ön ezici sisteminin Koesep® – 3 Ürünlü Separatör ile Yarı Öğütme Sistemine çevrilmesi. Yeşil sınırlar içindeki ekipmanlar mevcuttu ve kesikli çizgiler proje öncesi malzemenin akışını göstermektedir. Yeni çevrim kırmızı sabit çizgilerle gösterilmiştir.
Tek bir gövde içerisinde hem dinamik hem de statik separatör işlevi gören KOESEP®-3 Ürünlü Separatörü kurulmasından sonra roller presin ürünü yeni çevrimde de-aglomerasyon ve kalın ayrım için statik kısma beslenmektedir. Koesep® separatörümn statik kısmında kaba taneler, yeniden öğütme için roller prese geri beslenir. Daha ince malzeme ise hava akımıyla Koesep@ separatörün dinamik aşamasına yönlendirilir. Dinamik aşamada reddedilen (orta kalınlıkta hala öğütmeye ihtiyaç duyan) parçacıklar, öğütülmeye devam etmesi için değirmene (ya da bazı durumlarda roller prese) beslenir. Bilyalı değirmenin çıkış malzemesi de tekrar KOESEP®’in dinamik aşamasına doğrudan beslenir. İstenilen inceliğe sahip ürün dinamik kısımda ayrıldıktan sonra siklonlarda tutularak ürün olarak silolara gönderilir.
(Bir sonraki sayımızda bu çalışmanın sağlandığı avantajları ve roller preslerin çalışma prensiplerini detaylı olarak tartışacağız.)
Referanslar:
[1] Schönert, K.: „Energetische Aspekte des Zerkleinerns spröder Stoffe“, ZKG 32 (1979) 1, 1-9 [2] Schönert, K.; Knobloch, O.: „Mahlen von Zement in der Gutbett-Walzenmühle“, ZKG 37 (1984) 11, 563-568
[3] Kellerwessel, H.: „Betriebsergebnisse von Hochdruck-Rollenpressen“,Aufbereitungstechnik 27 (1986) 10, 555-559
[4] Rosemann, H.; Ellerbrock, H.-G.: „Mahltechnik für die Zementherstellung – Entwicklung, Stand und Ausblick“, ZKG-International 51 (1998) 2, 51-62