> Dipl.-lng. M. Keyssner, Dipl.-lng. St. Tuebergen, Loesche GmbH, Düsseldorf, Germany,F. Fuccio, C.T.G. S.p.A., Bergamo, ltaly

(5

=IcnC"I¡¡CJoÉÀ

Loesche GmbH from Düsseldorf supplied the grinding plants

for producing raw meal and pulverized fuel as well as twoLM 53.3+3 CS vertical roller mills for grinding the cement

for the new cement production line with an annual capacity

of 1.8 million tonnes of cement that came into operation in

June 2010 at the Martinsburg cement plant in West Virginia,

USA. The cement plant is operated by the North American

company ESSROC, which is part of the ltalcementi Group.

The mill that ¡s fitted with six conical rollers for producing

raw meal and the two cement mills are all built with iden-

tical roller modules. The two cement mills were designed

for producing grade l/ll cement as specified in the ASTM

standard. These mills, which have grinding table diameters

of 5.3 m and three support rollers in addition to the threegrinding rollers, have outputs of 145 t/h with a specificpower consumption of the mill drive of 26.5 kWh/t when

grinding cement to a fineness corresponding to a specific

surface area of 3 850 cm2/g Blaine. Test runs carried out

to take better account of market conditions established

that the Loesche mill can also produce grade lll cement as

specified in the ASTM standard. This is characterized by a

higher 1-day strength and therefore has to be more finely

ground. The required 1-day strength was achieved with a

specific surface area of the cement of around 5 800 cm2/g

by a corresponding reduction in output and by increasing the

speed of the classifying rotor. This cement had previously

been produced only in a 4.2 m diameter x 1 1 m Traylor ball

mill in closed circuit with an O-Sepa separator. This produced

an output of 43.4 t/h at Blaine values between 5300 and

5 500 cm2lg with a specific power consumption of the mill

drive of 53.3 kwh/t. On the other hand, the Loesche mill

provides an output of 97.5 t/h at a fineness corresponding

to 5 8OO cm'lg Blaine with a specific power consumption

of the grinding table drive of only 34.6 kwh/t. Optim¡zat¡on

measures on all the Loesche mills are expected to produce

even more improvements. <

(English text supplied by the authors)

60

Für die im Juni 2010 im Zementwerk Martinsburg in West-

Virginia, USA, in Betrieb gegangene neue Zementproduk-

tionslinie mit einer Jahreskapazität von 1,8 Mio. Tonnen

Zement hat die Loesche GmbH aus Düsseldorf die Mahlanla-

gen für die Rohmehl- und Brennstauberzeugung sowie auch

zwei Vertikal-Rollenmühlen der Baugrößenbezeichnung LM

53.3+3 CS für die Zementmahlung geliefert. Das Zement-

werk wird von der nordamerikanischen ESSROC betrieben,

die zur Gruppe ltalcementi gehört. Sowohl die mit sechs Wal-

zen ausgerüstete Mühle für die Rohmehlerzeugung als auch

die beiden Zementmühlen sind mit identischen Walzenmo-

dulen aufgebaut. Ausgelegt wurden die beiden Zementmüh-

len für die Herstellung eines Zements der Oualität l/ll nach

ASTM-Standard. Diese Mühlen, die über eine Mahlschüssel

mit einem Durchmesser von 5,3 m verfügen und neben

drei Mahlwalzen mit drei so genannten Support-Walzen

ausgerüstet sind, realisieren im Betrieb bei einer Mahlfein-

heit des Zements entsprechend einer spezifischen Ober-

f läche von 3 850 cm2lg nach Blaine einen Durchsatz von 1 45 Vh

mit einem spezifischen Energieaufwand von 26,5 kwh/t

bezogen auf den Mahlschüsselantrieb. Um den Marktbedin-

gungen noch besser Rechnung zu tragen, konnte in Test-

versuchen festgestellt werden, dass auch ein Zement der

Oualität lll nach ASTM-SIandard, der sich besonders durch

seine höhere 1-Tagesfestigkeit auszeichnet und deshalb

noch feiner gemahlen werden muss, auf der Loesche-Mühle

herstellbar ist. Durch eine entsprechende Zurücknahme des

Durchsatzes und durch Drehzahlerhöhung des Sichtkorbs

konnte die geforderte 1-Tagesfestigkeit über eine spezifische

Oberfläche des Zements um 5 800 cm2/g erreicht werden.

Dieser Zement wurde bisher ausschließlich nur in einer

Traylor-Kugelmühle mit den Abmessungen Ø 4,2 m x 11 m

im Kreislauf mit einem O-Sepa-Sichter erzeugt, die bei

Blaine-Werten zwischen 5 300 und 5 500 cm2þ einen Durch-

satz von 43,4ilh liefert und bezogen auf den Mühlenantrieb

einen spezifischen Energiebedarf von 53,3 kwh^ erfordert.

lm Vergleich dazu liefert die Loesche-Mühle bei einer Mahl-

feinheit entsprechend einem Blaine-Wert von 5 800 cm2lg

einen Durchsatz von 97,5lh bei einem spezifischen Energie-

aufwand von nur 34,6 kwh^ bezogen auf den Mahlschüssel-

antrieb. Durch Optimierungsmaßnahmen an allen Loesche-

Mühlen werden noch weitere Verbesserungen erwartet. (

CEMENTINTERNATIONAL ) 2/2011 ) VOL.g

Trials on high quality cement with a Loesche verticalroller millVersuche zur Herstellung von Hochwertzement in der Loesche-Mühle

I lntroduction

The new production line in the Martinsburg cement plant inWest Virginia, USA, was off icially opened on 5th June, 2010.This cement plant is part of ESSROC, one of the leading NorthAmerican cement producers with a total annual capacityof more than 6.5 million tonnes of cement, produced in

various mills in the USA, in Canada and Central America.ESSROC, with headquarters in Bath, Pennsylvania, is part ofrhe ITALCEMENTI GROUP with headquarters in Bergamo,Italy and production plants on four continents.

The new kiln line in the Martinsburg cement plant (l Fig. I)with an annual capacity of more than 1.8 million tonnes ofcement replaces the old production lines which had beenput into operation in the 1960s and 1970s. The use of state-of-the-art and highly effective technologies should lead to a

reduction of the COr-emission of more than 30 % comparedto the old plants. For this reason, the Martinsburg cementplant is one of the most environmentally sustainable plants

in North America.

To meet the requirements of high energy efficiency whengrinding cement raw materials, cements or coals used as

fuel for the pyroprocess, it was decided to equip this newproduction line with vertical roller mills made by Loesche,Germany, which were supplied via the company's Americansubsidiary, Loesche America in Pembroke Pines, Florida.

2 Cement raw mater¡al grinding

The grinding of the entire cement raw material for thenew line is carried out by a Loesche mill LM 60.6, which

Figure l: View of the new production line in the Martinsburg cementplant in West Virginia, USA

Bild 1: Blick auf die neue Produktionsanlage im Zementwerk Martins-burg in West Virginia, USA

CEMENTINTERNATIONAL I 2/2011 ) VOL.g

1 Einleitung

Am 5. Juni 2010 wurde eine neue Produktionslinie im Zement-werk Martinsburg in West Virginia, USA, offiziell einge-weiht. Dieses Zementwerk gehört zur ESSROC, einem derführenden Zementhersteller in Nordamerika mit einer Gesamt-jahreskapazität von mehr als 6,5 Mio. Tonnen Zement aus

verschiedenen Zementwerken in den USA, Kanada und Mittelamerika. ESSROC, mit Firmensitz in Bath, Pennsylvania,gehört zur weltweit operierenden ITALCEMENTI GROUP

m¡t Hauptsitz in Bergamo, ltalien und Zementwerken aufvier Kontinenten.

Die neue Ofenlinie im Zementwerk Martinsburg (l Bild 1), miteiner Jahreskapazität von mehr als 1,8 Mio. Tonnen Zement,ersetzt ältere Produktionslinien, die bereits in den 1960erund 1970er Jahren in Betrieb gegangen waren. Durch den

Einsatz neuester und hoch effektiver Technologien wird derCOr-Ausstoß um mehr als 30 % gegenüber den früherenAnlagen reduziert. Deshalb zählt das Zementwerk in Mar-tinsburg heute zu den umweltfreundlichsten Werken in Nord-

amerika.

Um den Anforderungen nach hoher EnergieeÍ'tizienz bei derMahlung des Zementrohmaterials, der Kohle als Brennstofffür den Pyro-Prozess und der Fertigmahlung des Zementsgerecht zu werden, ist für diese neue Produktionslinie ent-schieden worden, Vertikal-Rollenmrihlen von Loesche ein-

zusetzen, die über die amerikanische TochtergesellschaftLoesche America in Pembroke Pines, Florida, geliefert wur-den.

2 Rohmehlerzeugung

Die Mahlung des Zementrohmaterials für die neue Produk-

tionslinie erfolgt durch eine Loesche-Mühle der Typenbe-zeichnung LM 60.6, die mit sechs gleich großen, konischenMahlwalzen ausgestattet ist, welche auf einer horizonta-len Mahlbahn mit einem Durchmesser von 6,0 m abrollen.Die installierte Leistung des Mahlschüsselantriebs beträgt4600 kW (t Bild 2). Vorteil dieser mit sechs Walzen ausge-rüsteten Mühle ist das von Loesche entwickelte und inte-grierte,Redundancy Concept', welches eine kontinuierlicheRohmehlproduktion in ausreichender Menge sicherstellt,in dem auch bei Ausfall einer Mahlwalze aufgrund einesmechanischen Defekts der Betr¡eb fortgeführt werden kann,

nachdem die defekte und die ihr gegenüberliegende Walzezur Gewährleistung einer symmetrischen Belastung desMuhlengetriebes aus dem Mahlraum ausgeschwenkt wur-den. Unter diesen eingeschränkten Bedingungen einesBetriebs mit nur vier Walzen kann insbesondere bei verlän-gerter Tageslaufzeit immer noch ausreichend Rohmehl er-

zeugt werden, so dass der kontinuierliche Betrieb des Ofensdurch Rohmehlmangel nicht gefährdet wird.

Der garantierte Rohmehldurchsatz von 400 t/h wird bei einerMahlfeinheit, entsprechend einem Rückstand R 0,09 von

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Figure 2: Cement raw material mill LM 60.6, coal mill LM 23.2 D, cement mill LM 53.3+3 CS

Bild 2: Loesche-Mühle LM 60.6 für die Rohmehlerzeugung, Loesche-Kohlemühle LM 23.2 D, Loesche-Zementmühle LM 53.3+3 CS

is equipped with six conical grinding rollers of equal size,which roll on a horizontal grinding track with a diameter of6.0 m. The rated power of the mill motor is 600 kW (l Fig.

2). The advantage of this six-roller mill is the 'redundancy

concept' developed and integrated by Loesche which,even in the event of the failure of a grinding roller dueto a technical defect, safeguards the continuous rawmeal production in sufficient quantities and the contin-ued operation of the mill after the defective and oppositeroller had been swung out of the grinding chamber tosafeguard a balanced load of the mill gearbox. Under thelimited four-roller operating conditions of the six-roller mill,it is still possible to produce raw meal in sufficient quanti-ties, in particular with prolonged run-time/day, so that thecontinuous kiln operation is not endangered by a lack ofraw meal.

The guaranteed mill throughput of 400 t/h with a fineness of12 7o residue R 0.09 (170 mesh) and 1 o/o residue R 0.2 witha specif ic energy consumption of max.10.5 kWh/t (measured

at the mill motor counter) has been achieved.

3 Coal grinding

For the processing of coal as the fuel for feeding the pre-

heater and kiln burner, a Loesche mill Type L\A 23.2 Dis used (Fig.2l. This mill is equipped with two conicalgrinding rollers and has a horizontal grinding track with a

diameter of 2.3 m and a rated power of the mill motor of550 kW. ln compliance wilh the Loesche standard, thismill type also meets the requirements of the pressureshock resistance of 3.5 bars (abs.) or 50 psi to adhere to theNFPA regulations relating to the gr¡nding of explosive sub-stances. t

This mill grinds hard coal with a feed moisture of 5 to6o/o ot pet coke with a feed moisture oÍ 11 o/o. The throughputs depend on the requirements of the respect¡vecement plant and will be stipulated accordingly. The coalmills can be controlled in capacities ranging from 30 to100 % by adapting the gr¡nding pressure of the hydro-pneumat¡c spring system and the volume flow whichtransports the ground particles to the classifier and thebag filter. lnstalled stop buffers prevent any metal-to-metal contact of the grinding parts, even under partial load

conditions.

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12o/o (70 mesh) und einem Rückstand R 0,2 von 1 % miteinem spezifischen Energiebedarf von max. 10,5 kwh/t(gemessen am Mühlenmotor-Zähler) erreicht.

3 Kohlemahlung

Für die Aufbereitung der Kohle zu Brennstaub zur Be-feuerung von Calcinator und Drehofen ist eine Loesche-Mühle LM 23.2 D eingesetzt (Bild 2). Diese Mühle verfügtüber zwei konische Mahlwalzen und eine horizontale Mahl-bahn mit einem Durchmesser von 2.3 m. Die Antriebs-leistung des Mühlenmotors beträgt 550 kW. Gemäß demLoesche-Standard erfüllt diese Mühle die Forderung nach

einer Druckstoßfestigkeit von 3.5 bar (abs.) bzw. 50 psi,

um den Sicherheitsvorschriften (NFPA) für die Mahlung von

explosionsgefährdeten Stoffen zu genugen.

Steinkohle mit einer Aufgabefeuchte von 5 bis 6 o/o oderPetrolkoks mit einer Aufgabefeuchte von 11 o/o werden aufdieser Mühle gemahlen. Die Durchsätze richten sich nachdem jeweiligen Bedarf des Zementwerks und werden ent-sprechend geregelt. Die Kohlemühlen von Loesche könnenin einem Durchsatzbereich von 30 bis 100o/o geregelt wer-den, in dem der Mahldruck des hydro-pneumatischen Fede-rungssystems und der Volumenstrom, der das Feingut zumSichter und zum nachgeschalteten Staubabscheider trans-portiert, variiert werden. Ein metallischer Kontakt zwischenden Mahlwerkzeugen wird durch installierte Anschlagpuf-fer auch unter den Bedingungen des Teillastbetriebs aus-geschlossen.

4 Zementmahlung

Die Fertigmahlung verschiedener Zementarten erfolgt aufzwei parallel geschalteten Loesche-Mühlen der Typenbe-zeichnung LM 53.3+3 CS (B¡ld 2). Diese Mühlen verfü-gen ebenfalls über eine horizontale Mahlbahn mit einemDurchmesser von 5,3 m, die über einen Antrieb mit einerinstallierten Leistung von 4 600 kW angetrieben wird. BeideMühlen sind mit drei Mahlwalzenpaaren der patentiertenWalzenkombination, bestehend aus leweils einer kleinerenSupport- und einer Masterwalze, ausgerüstet (l Bild 3). Auf-grund der wesentlich feineren Mahlung von Zementenmit Mahlfeinheiten entsprechend einem RückstandswertR 0,045 von 1 bis 8 % gegenüber einem Zementrohmehlmit einem durchschnittlichen Rückstandswert R 0,09 von

CEMENTINTERNATIONAL ) 2/20.11 r VOL.9

', Expansion

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=-3natl¡¡C¡cÊÈ

Figure 3: Operating principle of a Loesche mill for grinding cement cl¡nker

Bild 3: Arbeitsprinzip einer Loesche-Mühle für die Klinkermahlung

4 Finish grinding of cements

The finish grinding of cements is carried out in two paral-

lel arranged vertical roller mills Type LM 53.3+3 CS (Fig. 2).

These mills have a horizontal grinding track with a diameterof 5.3 m and an installed capacity of 4 600 kW. Both millsare equipped with three pairs of grinding rollers of the pa-

tented roller combination, each consisting of a small supportroller and a master roller (l Fig. 3). Due to the substantiallyfiner grinding of cements to a residue value R 0.045 of 1 to8 o/o compâred 1o raw meal, a support roller is thereforeplaced before each of the master rollers to prepare thehighly-aerated grinding bed for comminution.

The advantages of this roller combination are the improvedsmoothness of mill running, the highly effective comminu-tion w¡th a resulting low energy consumption and a moreconstant product quality of the ground material. For years,

Loesche cement mills with these roller arrangements and

¡nstalled capacities of up to 6 700 kW have been operatingsuccessfully with throughputs of more than 360 t/h basedon the production of OPC cement quality.

5 Design principle of the loesche m¡ll -interchangeability

The design principle of the individually controlled rollermodule was implemented in both the cement raw ma-

terial mill LM 60.6 and the two cement mills LM 53.3+3 CS(l Fig. 4). This roller module design was developed more than30 years ago, to allow for the arrangement of the Compo-

nents responsible for the transmission of the hydraulic addi-tional force to the grinding rollers largely outside the grind-

ing chamber, mainly for reasons of wear and tear in the gas/

dust flow. Each roller module consists of the grinding roller,

the rocker arm which Ìransmits the hydraulically generated

additional force to the roller by means of a hydro-pneumaticspring unit and static support structure, the so-called mill ped-

estal with a pivot-mounted rocker arm at the upper end.

This design principle allows the arrangement of two, three,four or six rollers on one grinding track (l Fig. 5). No addi-tional support frame in the grinding chamber is required

64

Figure 4: Loesche roller module

Bild4: Loesche-Walzenmodul

15olo wird in der Zementmühle von Loesche jeder Master-Walze eine Support-Walze vorgeschaltet, die das stark belüfteteMahlbett für die Zerkleinerung im Walzenspalt präpariert.

Vorteil dieser Walzenkombination ist die verbesserte Lauf-ruhe der Mühle, die sehr effektive Zerkleinerung und derdaraus resultierende niedrige Energiebedarf sowie aucheine konstante Produktqualität des gemahlenen Materials.Die Zementmühlen von Loesche mit dieser Walzenanord-nung und Antriebsleistungen bis zu 6 700 kW sind bereitsseit Jahren erfolgreich in Betrieb und erreichen Durchsätzevon mehr als 360 t/h, bezogen auf die Herstellung von Port-landzementen.

5 Konstruktionsnrinzin der loesche-Mühle -lnterchangealii I ¡ty concept

Das Konstruktionsprinzip des individuell geführten Walzen-moduls wurde sowohl bei der Loesche-Mühle LM 60.6 fürdie Rohmehlerzeugung als auch bei den beiden Zement-mühlen LM 53.3+3 CS angewandt (l Bild 4). Dieses Konzeptwurde schon vor über 30 Jahren entwickelt, um die Bau-

teile, die für die Übertragung der hydraulischen Zusatzkräfteauf die Mahlwalzen verantwortlich sind, insbesondere auchaus Gründen des Verschleißes im Gas-/Staubstrom, weitge-hend außerhalb des Mahlraums anordnen zu können. JedesWalzenmodul besteht aus der Mahlwalze, dem Schwing-hebel, der die hydraulisch erzeugte Zusatzkraft mit hydro-pneumatischer Federung auf die Walze überträgt sowie derstatischen Unterstützungskonstruktion, dem sogenanntenMühlenständer, an dessen oberen Ende der Schwinghebeldrehbar gelagert ist.

Dieses Konstruktionsprinzip ermöglicht die Anordnungvon zwei, drei, vier oder sechs Walzen auf einer Mahlbahn(l Bild 5). Dabeiwird kein zusätzlicher Stützrahmen im Mahl-raum benötigt, um die Mahlwalzen zueinander auf Positionzu halten, womit weitere Massenkräfte vermieden werden,die zusätzlich auf die Mühle wirken können, wenn sich die

Walzen während des Mahlbetriebs auf und ab bewegen.

Das Konstruktionsprinzip des individuell geführten Walzen-moduls ermöglichte es auch, bei den in den vergangenen

CEMENTINTERNATIONAL ) 2/2011 ) VOL.g

to keep the grinding rollers in the proper position to each

other. Hence, further gravily forces are avoided that couldhave an additional impact on the mill structure when the roll-

ers move up and down during mill operation.

The design principle of the individually operated roller mod-ule also made it possible for the Loesche mills developedover the past years for the grinding of cement clinker andgranulated blast furnace slag to use roller modules that had

already proved successful over a period of many years in

mills for the production of raw meal. The requirement tocome to a specific grinding force 30 % higher for the grind-

ing of clinker and slag was met by the reduction of diam-eters and widths of the tires so that all other components ofthe roller module could be reta¡ned. These rollers are usedin the Loesche cement mills as master rollers in combina-tion with two (2+2) or three (3+3) roller pairs.

The vertical roller mills used in the Martinsburg cement plantfor the grinding of raw meal und cement clinker are basedon the interchangeability concept for Loesche mills. Bothmill types, the vertical roller mill LM 60.6 and the two millsLM 53.3+3 CS are equipped with idenlical roller modules;¡n total, twelve identical roller modules are in use. ln addi-tion, the selection of the two different mill sizes also ensuresthat the mill gear boxes can be identical in view of their con-nection dimensions, output speed and capacity. This makesoptimized inventory of spares for identical parts of both milltvpes possible.

6 0perational data of finish grinding -trials with high Blaine figures

Each of the two clinker mills is designed for the grinding ofa cement type according to ASTM Type l/ll. A throughput of130 t/h with a f ineness of 3 800 cm2/g Blaine and a residualmoisture of 01o/o has been guaranteed. The actual operatingvalues are 145 rlh with a Blaine figure of about 3 850 cm2/gand a specific power input of 26.5 kwh/t measured at lhecounter of the mill motor. Type ll cement is mainly groundin the Loesche mills.

To meet the market requirements, the Martinsburg cementplant produces a further product, an ASTM Type lll cement,which is characterized by a high degree of early strength. The

higher specific surfaces required for this type of cement areground in the existing ball millsof thetypelraylor Ø 4.2m x 1 1 min the circuit with an O-SEPA-classifier. To achieve therequired 1-day strength, the ball mill must grind the cementto a specific surface of about 5 500 cm2/g Blaine. The specificenergy required at the ball mill drive is, under these condi-tions, about 53 kWh/t.The high energy demand of the ballmill prompted ESSROC to ask Loesche for help in order toalso produce this type of cement in the less energy-intensivevertical roller mills since the mill was required to be designedfor the production of cement with high Blaine values.

ln a first test run in the middle of September 2010 withASTM TYPE lll cement on one of the two mills LM 53.3+3CS, the rotational speed of the classifier rotor was increasedgradually. At the same time, the feed rate was reduced toprevent an overload of the classifier drive. A 1-day strengthlower but not far from that required with a specific surfaceof up to 5 300 cm% was already achieved. The limiting fac-tor during this first test run was the power input at the clas-

sifier motor.

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Figure 5: Two-, three-, four- and six-roller configurations on the modularprinciple

Bild 5: Zwei-, Drei-, Vier- und Sechs-Walzenanordnung nach demModulprinzip

Jahren entwickelten Loesche-Mrlhlen für die Mahlung vonZementklinker und Hüttensand Walzenmodule einzusetzen,die sich zuvor schon in Mühlen für die Rohmehlerzeugungüber viele Jahre bewåhrt hatten. Die Anforderung nach einerum 30 % höheren spezifischen Mahlkraft für die Mahlungvon Zementklinker und Hüttensand wurde durch die Ver-

kleinerung der Walzenmäntel in Durchmesser und Breiteerreicht, sodass alle anderen Bauteile des Walzenmoduls bei-behalten werden konnten. Diese Walzen sind in den Zement-mühlen von Loesche als Master-Walzen in der Kombinationmit zwei (2+21 oder drei Walzenpaaren (3+3) eingesetzt.

Bei den im Zemenlwerk Martinsburg e¡ngesetzten Mühlenfur die Rohmehlerzeugung und die Klinkermahlung wurdedas lnterchangeability-Concept für Loesche Mühlen ange-wendet. Beide Mühlentypen, die Loesche-Mühle LM 60.6und die beiden Zementmühlen LM 53.3+3 CS, sind miteinem identischen Walzenmodul ausgerüstet. lnsgesamtbefinden sich damit zwölf gleiche Walzenmodule im Ein-

satz. Darüber hinaus wurde durch die Wahl der be¡den unter-schiedlichen Múhlengrößen auch sichergestellt, dass dieMühlengetriebe hinsichtlich Anschlussmaße, Abtriebsdreh-zahl und Antriebsleistung identisch ausgeführt werden konn-ten, was eine optimierte Ersatzteilhaltung der Gleichteile bei-der Mühlentypen bei günstigen Wartungskosten erlaubt.

6 Betriebsdaten zur Zementmahlung - Mahlver-suche zur Erzielung hoher Mahlfeinheiten

Die beiden Zementmühlen wurden für die Mahlung von

Zementen der Oualität l/ll nach ASTM-Standard ausgelegt.Hierfür wurde ein Durchsatz von 130 t/h bei einer Mahl-feinheit entsprechend einer spezifischen Oberfläche von

3800 cm2þ nach Blaine und eine Restfeuchte von 0,1 7o

garantiert. Die tatsächlich erreichten Betriebswerte liegen beiDurchsätzen von 145 t/h mit Blaine-Werten um 3 850 cm2/gund einer spezifischen Leistungsaufnahme am Mühlen-motor von 26,4 kwh/t, gemessen am Zähler des Mühlen-rnotors. Der Zement der Oualität l/ll wird vorwiegend aufden Loesche-Mühlen gemahlen.

Aufgrund von Marktanforderungen wird im ZementwerkMartinsburg noch eine weitere Zementart, eine Oualitätlll nach ASTM hergestellt, welche sich durch hohe Früh-festigkeiten auszeichnet. Dieser Zement wird auf den im

Zementwerk vorhandenen Traylor-Kugelmühlen gemahlen,welche die Abmessungen Ø 4,2 m x 11 m haben und imKreislauf mit O-SEPA-Sichtern arbeiten. Um die geforderte1-Tagesfestigkeit zu erreichen, muss die Kugelmühle einenZement mit einer spezifischen Oberfläche nach Blaine von

ca. 5 500 cm2/g liefern, wozu ein spezifischer Energieauf-

65

(5

=CNCNt¡tCJoÉÈ

Table l: Comparison of average operating values between the Traylorball mill and the Loesche mill LM 53.3+3 CS

Tabelle 1: Vergleich der Betriebsparametervon Kugelmühle und Loesche-Mühle bei der Herstellung eines Zements der Oualität lll nachASTM-Standard

ASTM Type lllGement

Unit

Traylor ball mill042mx 11 m

Venical rollor mill[M 58.3+3

ffiffi

Elaine Fineness cm'/g 5 300 to 5 500 5 700 to 5 900

Throughput vh 43.4 97.5

lnst. capacity ofmain drive

KW 2 ô00 4 200

Spec. power

consumpt¡on ofthe mill

kwr 53.3 34.6

Grinding aid

consumptionllt 0.76 0.52

To discharge the classifier drive, the program for furthertest runs was redesigned so that the gas flow that is

responsible for the transportation of lhe ground particles

within the vertical roller m¡ll could be reduced to a reason-able minimum without the requirement of any mechanicalrebuilding or additional installations in the grinding chamber.The re-circulating gas usually provided for Loesche cementgrinding plants to maintain a constant gas temperatureafter the classifier was reduced proportionately and re-placed by fresh air. The resulting reduction of the gas tem-perature to about 85oC was tolerable and no hot gas fromseparate sources was required for the grinding. The dis-charge of the classifier achieved this way together with a fur-ther reduction of the feed quantity allowed a further increaseof the circumferential speed at the classifier rotor whichmade possible higher specific surfaces of up to 5 800 cm2/gBlaine. With these results, the requested 1-day strengthwas exceeded.

The average operating values achieved during the tests on

the Loesche mill LM 53.3+3 CS compared to the valuesachieved for the grinding of ASTM Type I ll cement in the ballmill are shown in I Table 1. During the Tests it also turnedout that the consumption of grinding aid could be reducedby more than 30 o/o in comparison to the ball mill.

7 Outlook

Test runs with the vertical roller mills for cement grindinginstalled in the Martinsburg cement plant, West Virginia,USA, have shown that also cements acc. to ASTM Type

lll with high requirements as to early strength can be pro-

duced in Loesche mills. The energy savings compared toconventional ball mills amounted to 35o/0. The optimiza-tion of all grinding mills are in progress for further improve-ments. (

wand, bezogen auf den Mühlenantrieb, von ca. 53 kWh/terforderlich ist. Der hohe Energiebedarf der Kugelmühle ver-

anlasste ESSROC an Loesche heranzutreten, um auch d¡ese

Zementqualität auf den energetisch grinstigeren Vertikal-Rol-lenmühlen zu produzieren.

ln einem ersten Testlauf Mitte September 2010 zur Her-

stellung der Zementqualität lll wurde auf einer der beidenLoesche-Mühlen LM 53.3+3 CS sukzessive die Drehzahl desSichterrotors erhöht. Gleichzeitig wurde auch die Aufgabe-menge verringert, um eine Überlastung des Sichterantriebszu vermeiden. Dabei konnte bereits eine 1-Tagesfestigkeit bei

einer spezifischen Oberfläche nach Blaine um 5 300 cm2þerreicht werden, die nur geringfügig unter der Anforderunglag. Begrenzender Faktor während dieses ersten Versuchswar die Leistungsaufnahme am Sichtermotor.

Zur Entlastung des Sichterantriebs wurde deshalb das Ver-

suchsprogramm f ür weitere Testläufe dahingehend gestaltel,

dass der Gasstrom, der für den ïransport des gemahlenen

Materials innerhalb der Mühle erforderlich ¡st, auf ein ver-

tretbares Minimum reduziert wurde, ohne mechanische Um-oder Einbauten im Mahlraum vornehmen zu müssen. Das bei

der Zementmahlung üblicherweise vorgesehene Rückgas

zur Aufrechterhaltung einer konstanten Gastemperatur nach

dem Sichter wurde anteilig in der Menge reduziert und durchFrischluft ersetzt. Die daraus resultierte Absenkung der Gas-

temperatur auf ca. 85'C konnte gerade noch toleriert wer-den, um auf Heißgas aus einer separaten Wärmequelle fürden Mahlbetrieb verzichten zu können. Die so erreichte Ent-

lastung des Sichterantriebs in Verbindung mit einer weiterenReduzierung der Auf gabemenge ermöglichte schließlich eineweitere Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit am Sichter-rotor, so dass höhere spezifische Oberflächen nach Blainevon bis zu 5800 cm2þ erreicht werden konnten. Die gefor-

derte 1-Tagesfestigkeit wurde dabei sogar übertroffen.

Die während der Versuche auf der Loesche-MühleLM 53.3+3 CS erreichten durchschnittlichen Betriebsparame-ter sind in I Tabelle 1 im Vergleich zu den Ergebniswerten derKugelmühle bei der Herstellung der Zementqualität lll nach

ASTM-SIandard dargestellt. Während der Versuche hat es sich

auch gezeigt, dass der Verbrauch an Mahlhilfsmitteln in derLoesche-Mühle gegenüber der Kugelmühle um mehr als

30 o/o Qesenkt werden konnte.

7 Ausblick

Testläufe mit den im Zementwerk Martinsburg installiertenLoesche-Mühlen für die Mahlung von Zementen habengezeigt, dass auch ein Zement der Oualität lll entsprechendASTM-Standard mit der Anforderung an eine hohe Frühfes-tigkeit produziert werden kann und im Vergleich zur konven-tionellen Kugelmühle Energieeinsparungen in einer Größen-ordnung von 35 o/o ermöglicht werden. Die Optimierung allerin Betrieb befindlichen Loesche-Mühlen wird kontinuierlichfortgesetzt, um weitere Verbesserungen zu erreichen. <

It

t11 Homepage of Essroc: http://www.essroc.com/I2l Keyssner, M.: Redundancy and interchangeability -

large vertical roller mills for grinding cement rawmaterial. CEMENT INTERNATIONAL 5 (2007) No. 2,

pp. 84-91.

66

t3l Keyssner, M.; Krammer, R.; Mazumdar, P.S.: lnitialoperating experience with largest Loesche mill - theLM 69.6. CEMENT INTERNATIONAL 7 (2009) No. 2,

pp. 55-61.

GEMENTINTERNATIONAL ) 2/2011 ) VOL.g