Die Loesche GmbH lieferte die Mahlanlagen für die neue Zementproduktionslinie im Zementwerk Martinsburg, West Virginia, die im Juni 2010 in Betrieb ging und eine jährliche Kapazität von 1,8 Millionen Tonnen hat. Diese Anlage umfasst unter anderem vertikale Rollenmühlen, die für die Rohmehl- und Zementmahlung zuständig sind, und ermöglicht eine hohe Energieeffizienz sowie die Erfüllung unterschiedlichster Zementqualitätsanforderungen gemäß ASTM-Standards. Die Implementierung modernster Technologien führt zudem zu einer signifikanten Reduzierung der CO2-Emissionen und macht das Werk zu einem der umweltfreundlichsten in Nordamerika.

1. > Dipl.-lng. M. Keyssner, Dipl.-lng. St. Tuebergen, Loesche GmbH, Düsseldorf, Germany,
F. Fuccio, C.T.G. S.p.A., Bergamo, ltaly
Loesche GmbH from Düsseldorf supplied the grinding plants Für die im Juni 2010 im Zementwerk Martinsburg in West-
for producing raw meal and pulverized fuel as well as two Virginia, USA, in Betrieb gegangene neue Zementproduk-
LM 53.3+3 CS vertical roller mills for grinding the cement tionslinie mit einer Jahreskapazität von 1,8 Mio. Tonnen
for the new cement production line with an annual capacity Zement hat die Loesche GmbH aus Düsseldorf die Mahlanla-
of 1.8 million tonnes of cement that came into operation in gen für die Rohmehl- und Brennstauberzeugung sowie auch
June 2010 at the Martinsburg cement plant in West Virginia, zwei Vertikal-Rollenmühlen der Baugrößenbezeichnung LM
USA. The cement plant is operated by the North American 53.3+3 CS für die Zementmahlung geliefert. Das Zement-
company ESSROC, which is part of the ltalcementi Group. werk wird von der nordamerikanischen ESSROC betrieben,
The mill that ¡s fitted with six conical rollers for producing die zur Gruppe ltalcementi gehört. Sowohl die mit sechs Wal-
raw meal and the two cement mills are all built with iden- zen ausgerüstete Mühle für die Rohmehlerzeugung als auch
tical roller modules. The two cement mills were designed die beiden Zementmühlen sind mit identischen Walzenmo-
for producing grade l/ll cement as specified in the ASTM dulen aufgebaut. Ausgelegt wurden die beiden Zementmüh-
standard. These mills, which have grinding table diameters len für die Herstellung eines Zements der Oualität l/ll nach
of 5.3 m and three support rollers in addition to the three ASTM-Standard. Diese Mühlen, die über eine Mahlschüssel
grinding rollers, have outputs of 145 t/h with a specific mit einem Durchmesser von 5,3 m verfügen und neben
power consumption of the mill drive of 26.5 kWh/t when drei Mahlwalzen mit drei so genannten Support-Walzen
grinding cement to a fineness corresponding to a specific ausgerüstet sind, realisieren im Betrieb bei einer Mahlfein-
surface area of 3 850 cm2/g Blaine. Test runs carried out heit des Zements entsprechend einer spezifischen Ober-
to take better account of market conditions established f läche von 3 850 cm2lg nach Blaine einen Durchsatz von 1 45 Vh
that the Loesche mill can also produce grade lll cement as mit einem spezifischen Energieaufwand von 26,5 kwh/t
specified in the ASTM standard. This is characterized by a bezogen auf den Mahlschüsselantrieb. Um den Marktbedin-
higher 1-day strength and therefore has to be more finely gungen noch besser Rechnung zu tragen, konnte in Test-
ground. The required 1-day strength was achieved with a versuchen festgestellt werden, dass auch ein Zement der
specific surface area of the cement of around 5 800 cm2/g Oualität lll nach ASTM-SIandard, der sich besonders durch
by a corresponding reduction in output and by increasing the seine höhere 1-Tagesfestigkeit auszeichnet und deshalb
speed of the classifying rotor. This cement had previously noch feiner gemahlen werden muss, auf der Loesche-Mühle
been produced only in a 4.2 m diameter x 1 1 m Traylor ball herstellbar ist. Durch eine entsprechende Zurücknahme des
(5 mill in closed circuit with an O-Sepa separator. This produced Durchsatzes und durch Drehzahlerhöhung des Sichtkorbs
=
I
cn
an output of 43.4 t/h at Blaine values between 5300 and konnte die geforderte 1-Tagesfestigkeit über eine spezifische
C" 5 500 cm2lg with a specific power consumption of the mill Oberfläche des Zements um 5 800 cm2/g erreicht werden.
I¡¡
CJ drive of 53.3 kwh/t. On the other hand, the Loesche mill Dieser Zement wurde bisher ausschließlich nur in einer
o
É provides an output of 97.5 t/h at a fineness corresponding Traylor-Kugelmühle mit den Abmessungen Ø 4,2 m x 11 m
À to 5 8OOcm'lg Blaine with a specific power consumption im Kreislauf mit einem O-Sepa-Sichter erzeugt, die bei
of the grinding table drive of only 34.6 kwh/t. Optim¡zat¡on Blaine-Werten zwischen 5 300 und 5 500 cm2þ einen Durch-
measures on all the Loesche mills are expected to produce satz von 43,4ilh liefert und bezogen auf den Mühlenantrieb
even more improvements. < 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. (
(English text supplied by the authors)
60 CEMENTINTERNATIONAL ) 2/2011 ) VOL.g

2. Trials on high quality cement with a Loesche vertical
roller mill
Versuche zur Herstellung von Hochwertzement in der Loesche-Mühle
I lntroduction 1 Einleitung
The new production line in the Martinsburg cement plant in Am 5. Juni 2010 wurde eine neue Produktionslinie im Zement-
West Virginia, USA, was off icially opened on 5th June, 2010. werk Martinsburg in West Virginia, USA, offiziell einge-
This cement plant is part of ESSROC, one of the leading North weiht. Dieses Zementwerk gehört zur ESSROC, einem der
American cement producers with a total annual capacity führenden Zementhersteller in Nordamerika mit einer Gesamt-
of more than 6.5 million tonnes of cement, produced in jahreskapazität von mehr als 6,5 Mio. Tonnen Zement aus
various mills in the USA, in Canada and Central America. verschiedenen Zementwerken in den USA, Kanada und Mit
ESSROC, with headquarters in Bath, Pennsylvania, is part of telamerika. ESSROC, mit Firmensitz in Bath, Pennsylvania,
rhe ITALCEMENTI GROUP with headquarters in Bergamo, gehört zur weltweit operierenden ITALCEMENTI GROUP
Italy and production plants on four continents. m¡t Hauptsitz in Bergamo, ltalien und Zementwerken auf
vier Kontinenten.
The new kiln line in the Martinsburg cement plant (l Fig. I)
with an annual capacity of more than 1.8 million tonnes of Die neue Ofenlinie im Zementwerk Martinsburg (l Bild 1), mit
cement replaces the old production lines which had been einer Jahreskapazität von mehr als 1,8 Mio. Tonnen Zement,
put into operation in the 1960s and 1970s. The use of state- ersetzt ältere Produktionslinien, die bereits in den 1960er
of-the-art and highly effective technologies should lead to a und 1970er Jahren in Betrieb gegangen waren. Durch den
reduction of the COr-emission of more than 30 % compared Einsatz neuester und hoch effektiver Technologien wird der
to the old plants. For this reason, the Martinsburg cement COr-Ausstoß um mehr als 30 % gegenüber den früheren
plant is one of the most environmentally sustainable plants Anlagen reduziert. Deshalb zählt das Zementwerk in Mar-
in North America. tinsburg heute zu den umweltfreundlichsten Werken in Nord-
amerika.
To meet the requirements of high energy efficiency when
grinding cement raw materials, cements or coals used as Um den Anforderungen nach hoher EnergieeÍ'tizienz bei der
fuel for the pyroprocess, it was decided to equip this new Mahlung des Zementrohmaterials, der Kohle als Brennstoff
production line with vertical roller mills made by Loesche, für den Pyro-Prozess und der Fertigmahlung des Zements
Germany, which were supplied via the company's American gerecht zu werden, ist für diese neue Produktionslinie ent-
subsidiary, Loesche America in Pembroke Pines, Florida. schieden worden, Vertikal-Rollenmrihlen von Loesche ein-
zusetzen, die über die amerikanische Tochtergesellschaft
2 Cement raw mater¡al grinding Loesche America in Pembroke Pines, Florida, geliefert wur-
den.
The grinding of the entire cement raw material for the
new line is carried out by a Loesche mill LM 60.6, which 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, konischen
Mahlwalzen ausgestattet ist, welche auf einer horizonta-
len Mahlbahn mit einem Durchmesser von 6,0 m abrollen.
Die installierte Leistung des Mahlschüsselantriebs beträgt
4600 kW (t Bild 2). Vorteil dieser mit sechs Walzen ausge-
rüsteten Mühle ist das von Loesche entwickelte und inte-
grierte,Redundancy Concept', welches eine kontinuierliche
Rohmehlproduktion in ausreichender Menge sicherstellt,
in dem auch bei Ausfall einer Mahlwalze aufgrund eines
mechanischen Defekts der Betr¡eb fortgeführt werden kann,
nachdem die defekte und die ihr gegenüberliegende Walze
zur Gewährleistung einer symmetrischen Belastung des
Muhlengetriebes aus dem Mahlraum ausgeschwenkt wur-
den. Unter diesen eingeschränkten Bedingungen eines
Betriebs mit nur vier Walzen kann insbesondere bei verlän-
gerter Tageslaufzeit immer noch ausreichend Rohmehl er-
zeugt werden, so dass der kontinuierliche Betrieb des Ofens
durch Rohmehlmangel nicht gefährdet wird.
Figure l: View of the new production line in the Martinsburg cement
plant in West Virginia, USA
Bild 1: Blick auf die neue Produktionsanlage im Zementwerk Martins- Der garantierte Rohmehldurchsatz von 400 t/h wird bei einer
burg in West Virginia, USA Mahlfeinheit, entsprechend einem Rückstand R 0,09 von
CEMENTINTERNATIONAL I 2/2011 ) VOL.g 61

3. 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, 12o/o (70 mesh) und einem Rückstand R 0,2 von 1 % mit
which roll on a horizontal grinding track with a diameter of einem spezifischen Energiebedarf von max. 10,5 kwh/t
6.0 m. The rated power of the mill motor is 600 kW (l Fig. (gemessen am Mühlenmotor-Zähler) erreicht.
2). The advantage of this six-roller mill is the 'redundancy
concept' developed and integrated by Loesche which, 3 Kohlemahlung
even in the event of the failure of a grinding roller due
to a technical defect, safeguards the continuous raw Für die Aufbereitung der Kohle zu Brennstaub zur Be-
meal production in sufficient quantities and the contin- feuerung von Calcinator und Drehofen ist eine Loesche-
ued operation of the mill after the defective and opposite Mühle LM 23.2 D eingesetzt (Bild 2). Diese Mühle verfügt
roller had been swung out of the grinding chamber to über zwei konische Mahlwalzen und eine horizontale Mahl-
safeguard a balanced load of the mill gearbox. Under the bahn mit einem Durchmesser von 2.3 m. Die Antriebs-
limited four-roller operating conditions of the six-roller mill, leistung des Mühlenmotors beträgt 550 kW. Gemäß dem
it is still possible to produce raw meal in sufficient quanti- Loesche-Standard erfüllt diese Mühle die Forderung nach
ties, in particular with prolonged run-time/day, so that the einer Druckstoßfestigkeit von 3.5 bar (abs.) bzw. 50 psi,
continuous kiln operation is not endangered by a lack of um den Sicherheitsvorschriften (NFPA) für die Mahlung von
raw meal. explosionsgefährdeten Stoffen zu genugen.
The guaranteed mill throughput of 400 t/h with a fineness of Steinkohle mit einer Aufgabefeuchte von 5 bis 6 o/o oder
12 7o residue R 0.09 (170 mesh) and 1 o/o residue R 0.2 with Petrolkoks mit einer Aufgabefeuchte von 11 o/o werden auf
a specif ic energy consumption of max.10.5 kWh/t (measured dieser Mühle gemahlen. Die Durchsätze richten sich nach
at the mill motor counter) has been achieved. dem jeweiligen Bedarf des Zementwerks und werden ent-
sprechend geregelt. Die Kohlemühlen von Loesche können
3 Coal grinding in einem Durchsatzbereich von 30 bis 100o/o geregelt wer-
den, in dem der Mahldruck des hydro-pneumatischen Fede-
For the processing of coal as the fuel for feeding the pre- rungssystems und der Volumenstrom, der das Feingut zum
c5
heater and kiln burner, a Loesche mill Type LA 23.2 D Sichter und zum nachgeschalteten Staubabscheider trans-
=
I
ct is used (Fig.2l. This mill is equipped with two conical portiert, variiert werden. Ein metallischer Kontakt zwischen
3t grinding rollers and has a horizontal grinding track with a den Mahlwerkzeugen wird durch installierte Anschlagpuf-
t¡t
(J diameter of 2.3 m and a rated power of the mill motor of fer auch unter den Bedingungen des Teillastbetriebs aus-
o
G 550 kW. ln compliance wilh the Loesche standard, this geschlossen.
È mill type also meets the requirements of the pressure
shock resistance of 3.5 bars (abs.) or 50 psi to adhere to the 4 Zementmahlung
NFPA regulations relating to the gr¡nding of explosive sub-
stances. t Die Fertigmahlung verschiedener Zementarten erfolgt auf
zwei parallel geschalteten Loesche-Mühlen der Typenbe-
This mill grinds hard coal with a feed moisture of 5 to zeichnung LM 53.3+3 CS (B¡ld 2). Diese Mühlen verfü-
6o/o ot pet coke with a feed moisture oÍ 11 o/o. The through gen ebenfalls über eine horizontale Mahlbahn mit einem
puts depend on the requirements of the respect¡ve Durchmesser von 5,3 m, die über einen Antrieb mit einer
cement plant and will be stipulated accordingly. The coal installierten Leistung von 4 600 kW angetrieben wird. Beide
mills can be controlled in capacities ranging from 30 to Mühlen sind mit drei Mahlwalzenpaaren der patentierten
100 % by adapting the gr¡nding pressure of the hydro- Walzenkombination, bestehend aus leweils einer kleineren
pneumat¡c spring system and the volume flow which Support- und einer Masterwalze, ausgerüstet (l Bild 3). Auf-
transports the ground particles to the classifier and the grund der wesentlich feineren Mahlung von Zementen
bag filter. lnstalled stop buffers prevent any metal-to- mit Mahlfeinheiten entsprechend einem Rückstandswert
metal contact of the grinding parts, even under partial load R 0,045 von 1 bis 8 % gegenüber einem Zementrohmehl
conditions. mit einem durchschnittlichen Rückstandswert R 0,09 von
62 CEMENTINTERNATIONAL ) 2/20.11 r VOL.9

4. ', Expansion
Figure 3: Operating principle of a Loesche mill for grinding cement cl¡nker Figure 4: Loesche roller module
Bild 3: Arbeitsprinzip einer Loesche-Mühle für die Klinkermahlung Bild4: Loesche-Walzenmodul
4 Finish grinding of cements 15olo wird in der Zementmühle von Loesche jeder Master-
Walze eine Support-Walze vorgeschaltet, die das stark belüftete
The finish grinding of cements is carried out in two paral- Mahlbett für die Zerkleinerung im Walzenspalt präpariert.
lel arranged vertical roller mills Type LM 53.3+3 CS (Fig. 2).
These mills have a horizontal grinding track with a diameter Vorteil dieser Walzenkombination ist die verbesserte Lauf-
of 5.3 m and an installed capacity of 4 600 kW. Both mills ruhe der Mühle, die sehr effektive Zerkleinerung und der
are equipped with three pairs of grinding rollers of the pa- daraus resultierende niedrige Energiebedarf sowie auch
tented roller combination, each consisting of a small support eine konstante Produktqualität des gemahlenen Materials.
roller and a master roller (l Fig. 3). Due to the substantially Die Zementmühlen von Loesche mit dieser Walzenanord-
finer grinding of cements to a residue value R 0.045 of 1 to nung und Antriebsleistungen bis zu 6 700 kW sind bereits
8 o/o compâred 1o raw meal, a support roller is therefore seit Jahren erfolgreich in Betrieb und erreichen Durchsätze
placed before each of the master rollers to prepare the von mehr als 360 t/h, bezogen auf die Herstellung von Port-
highly-aerated grinding bed for comminution. landzementen.
The advantages of this roller combination are the improved 5 Konstruktionsnrinzin der loesche-Mühle -
smoothness of mill running, the highly effective comminu- lnterchangealii I ¡ty concept
tion w¡th a resulting low energy consumption and a more
constant product quality of the ground material. For years, Das Konstruktionsprinzip des individuell geführten Walzen-
Loesche cement mills with these roller arrangements and moduls wurde sowohl bei der Loesche-Mühle LM 60.6 für
¡nstalled capacities of up to 6 700 kW have been operating die Rohmehlerzeugung als auch bei den beiden Zement-
successfully with throughputs of more than 360 t/h based mühlen LM 53.3+3 CS angewandt (l Bild 4). Dieses Konzept
on the production of OPC cement quality. wurde schon vor über 30 Jahren entwickelt, um die Bau-
(5
teile, die für die Übertragung der hydraulischen Zusatzkräfte
=
-
3n 5 Design principle of the loesche m¡ll - auf die Mahlwalzen verantwortlich sind, insbesondere auch
at interchangeability aus Gründen des Verschleißes im Gas-/Staubstrom, weitge-
l¡¡ hend außerhalb des Mahlraums anordnen zu können. Jedes
C¡
c
Ê The design principle of the individually controlled roller Walzenmodul besteht aus der Mahlwalze, dem Schwing-
È module was implemented in both the cement raw ma- hebel, der die hydraulisch erzeugte Zusatzkraft mit hydro-
terial mill LM 60.6 and the two cement mills LM 53.3+3 CS pneumatischer Federung auf die Walze überträgt sowie der
(l Fig. 4). This roller module design was developed more than statischen Unterstützungskonstruktion, dem sogenannten
30 years ago, to allow for the arrangement of the Compo- Mühlenständer, an dessen oberen Ende der Schwinghebel
nents responsible for the transmission of the hydraulic addi- drehbar gelagert ist.
tional force to the grinding rollers largely outside the grind-
ing chamber, mainly for reasons of wear and tear in the gas/ Dieses Konstruktionsprinzip ermöglicht die Anordnung
dust flow. Each roller module consists of the grinding roller, von zwei, drei, vier oder sechs Walzen auf einer Mahlbahn
the rocker arm which Ìransmits the hydraulically generated (l Bild 5). Dabeiwird kein zusätzlicher Stützrahmen im Mahl-
additional force to the roller by means of a hydro-pneumatic raum benötigt, um die Mahlwalzen zueinander auf Position
spring unit and static support structure, the so-called mill ped- zu halten, womit weitere Massenkräfte vermieden werden,
estal with a pivot-mounted rocker arm at the upper end. die zusätzlich auf die Mühle wirken können, wenn sich die
Walzen während des Mahlbetriebs auf und ab bewegen.
This design principle allows the arrangement of two, three,
four or six rollers on one grinding track (l Fig. 5). No addi- Das Konstruktionsprinzip des individuell geführten Walzen-
tional support frame in the grinding chamber is required moduls ermöglichte es auch, bei den in den vergangenen
64 CEMENTINTERNATIONAL ) 2/2011 ) VOL.g

5. to keep the grinding rollers in the proper position to each
other. Hence, further gravily forces are avoided that could
have 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 developed
over the past years for the grinding of cement clinker and
granulated 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 to Figure 5: Two-, three-, four- and six-roller configurations on the modular
come to a specific grinding force 30 % higher for the grind- principle
ing of clinker and slag was met by the reduction of diam- Bild 5: Zwei-, Drei-, Vier- und Sechs-Walzenanordnung nach dem
Modulprinzip
eters and widths of the tires so that all other components of
the roller module could be reta¡ned. These rollers are used
in the Loesche cement mills as master rollers in combina- Jahren entwickelten Loesche-Mrlhlen für die Mahlung von
tion with two (2+2) or three (3+3) roller pairs. Zementklinker und Hüttensand Walzenmodule einzusetzen,
die sich zuvor schon in Mühlen für die Rohmehlerzeugung
The vertical roller mills used in the Martinsburg cement plant über viele Jahre bewåhrt hatten. Die Anforderung nach einer
for the grinding of raw meal und cement clinker are based um 30 % höheren spezifischen Mahlkraft für die Mahlung
on the interchangeability concept for Loesche mills. Both von Zementklinker und Hüttensand wurde durch die Ver-
mill types, the vertical roller mill LM 60.6 and the two mills kleinerung der Walzenmäntel in Durchmesser und Breite
LM 53.3+3 CS are equipped with idenlical roller modules; erreicht, sodass alle anderen Bauteile des Walzenmoduls bei-
¡n total, twelve identical roller modules are in use. ln addi- behalten werden konnten. Diese Walzen sind in den Zement-
tion, the selection of the two different mill sizes also ensures mühlen von Loesche als Master-Walzen in der Kombination
that the mill gear boxes can be identical in view of their con- mit zwei (2+21 oder drei Walzenpaaren (3+3) eingesetzt.
nection dimensions, output speed and capacity. This makes
optimized inventory of spares for identical parts of both mill Bei den im Zemenlwerk Martinsburg e¡ngesetzten Mühlen
tvpes possible. fur die Rohmehlerzeugung und die Klinkermahlung wurde
das lnterchangeability-Concept für Loesche Mühlen ange-
6 0perational data of finish grinding - wendet. Beide Mühlentypen, die Loesche-Mühle LM 60.6
trials with high Blaine figures und die beiden Zementmühlen LM 53.3+3 CS, sind mit
einem identischen Walzenmodul ausgerüstet. lnsgesamt
Each of the two clinker mills is designed for the grinding of befinden sich damit zwölf gleiche Walzenmodule im Ein-
a cement type according to ASTM Type l/ll. A throughput of satz. Darüber hinaus wurde durch die Wahl der be¡den unter-
130 t/h with a f ineness of 3 800 cm2/g Blaine and a residual schiedlichen Múhlengrößen auch sichergestellt, dass die
moisture of 01o/o has been guaranteed. The actual operating Mühlengetriebe hinsichtlich Anschlussmaße, Abtriebsdreh-
values are 145 rlh with a Blaine figure of about 3 850 cm2/g zahl und Antriebsleistung identisch ausgeführt werden konn-
and a specific power input of 26.5 kwh/t measured at lhe ten, was eine optimierte Ersatzteilhaltung der Gleichteile bei-
counter of the mill motor. Type ll cement is mainly ground der Mühlentypen bei günstigen Wartungskosten erlaubt.
in the Loesche mills.
6 Betriebsdaten zur Zementmahlung - Mahlver-
To meet the market requirements, the Martinsburg cement suche zur Erzielung hoher Mahlfeinheiten
plant produces a further product, an ASTM Type lll cement,
which is characterized by a high degree of early strength. The Die beiden Zementmühlen wurden für die Mahlung von
higher specific surfaces required for this type of cement are Zementen der Oualität l/ll nach ASTM-Standard ausgelegt.
ground in the existing ball millsof thetypelraylor Ø 4.2m x 1 1 m Hierfür wurde ein Durchsatz von 130 t/h bei einer Mahl-
in the circuit with an O-SEPA-classifier. To achieve the feinheit entsprechend einer spezifischen Oberfläche von
required 1-day strength, the ball mill must grind the cement 3800 cm2þ nach Blaine und eine Restfeuchte von 0,1 7o
to a specific surface of about 5 500 cm2/g Blaine. The specific garantiert. Die tatsächlich erreichten Betriebswerte liegen bei
energy required at the ball mill drive is, under these condi- Durchsätzen von 145 t/h mit Blaine-Werten um 3 850 cm2/g
tions, about 53 kWh/t.The high energy demand of the ball und einer spezifischen Leistungsaufnahme am Mühlen-
mill prompted ESSROC to ask Loesche for help in order to motor von 26,4 kwh/t, gemessen am Zähler des Mühlen-
also produce this type of cement in the less energy-intensive rnotors. Der Zement der Oualität l/ll wird vorwiegend auf
vertical roller mills since the mill was required to be designed den Loesche-Mühlen gemahlen.
for the production of cement with high Blaine values.
Aufgrund von Marktanforderungen wird im Zementwerk
ln a first test run in the middle of September 2010 with Martinsburg noch eine weitere Zementart, eine Oualität
ASTM TYPE lll cement on one of the two mills LM 53.3+3 lll nach ASTM hergestellt, welche sich durch hohe Früh-
CS, the rotational speed of the classifier rotor was increased festigkeiten auszeichnet. Dieser Zement wird auf den im
gradually. At the same time, the feed rate was reduced to Zementwerk vorhandenen Traylor-Kugelmühlen gemahlen,
prevent an overload of the classifier drive. A 1-day strength welche die Abmessungen Ø 4,2 m x 11 m haben und im
lower but not far from that required with a specific surface Kreislauf mit O-SEPA-Sichtern arbeiten. Um die geforderte
of up to 5 300 cm% was already achieved. The limiting fac- 1-Tagesfestigkeit zu erreichen, muss die Kugelmühle einen
tor during this first test run was the power input at the clas- Zement mit einer spezifischen Oberfläche nach Blaine von
sifier motor. ca. 5 500 cm2/g liefern, wozu ein spezifischer Energieauf-
CEMENTINTERNATIONAL ) 2/2011 ) VOL.9 65

6. Table l: Comparison of average operating values between the Traylor wand, bezogen auf den Mühlenantrieb, von ca. 53 kWh/t
ball mill and the Loesche mill LM 53.3+3 CS erforderlich ist. Der hohe Energiebedarf der Kugelmühle ver-
Tabelle 1: Vergleich der Betriebsparametervon Kugelmühle und Loesche- anlasste ESSROC an Loesche heranzutreten, um auch d¡ese
Mühle bei der Herstellung eines Zements der Oualität lll nach
ASTM-Standard
Zementqualität auf den energetisch grinstigeren Vertikal-Rol-
lenmühlen zu produzieren.
Traylor ball mill Venical rollor mill
042mx 11 m [M 58.3+3
ln einem ersten Testlauf Mitte September 2010 zur Her-
lll
ASTM Type
Unit ffi stellung der Zementqualität lll wurde auf einer der beiden
ffi
Gement
Loesche-Mühlen LM 53.3+3 CS sukzessive die Drehzahl des
Sichterrotors erhöht. Gleichzeitig wurde auch die Aufgabe-
Elaine Fineness cm'/g 5 300 to 5 500 5 700 to 5 900
menge verringert, um eine Überlastung des Sichterantriebs
Throughput vh 43.4 97.5 zu vermeiden. Dabei konnte bereits eine 1-Tagesfestigkeit bei
lnst. capacity of
einer spezifischen Oberfläche nach Blaine um 5 300 cm2þ
KW 2 ô00 4 200
main drive erreicht werden, die nur geringfügig unter der Anforderung
lag. Begrenzender Faktor während dieses ersten Versuchs
Spec. power
consumpt¡on of kwr 53.3 34.6
war die Leistungsaufnahme am Sichtermotor.
the mill
Zur Entlastung des Sichterantriebs wurde deshalb das Ver-
Grinding aid
llt 0.76 0.52 suchsprogramm f ür weitere Testläufe dahingehend gestaltel,
consumption
dass der Gasstrom, der für den ïransport des gemahlenen
Materials innerhalb der Mühle erforderlich ¡st, auf ein ver-
To discharge the classifier drive, the program for further tretbares Minimum reduziert wurde, ohne mechanische Um-
test runs was redesigned so that the gas flow that is oder Einbauten im Mahlraum vornehmen zu müssen. Das bei
responsible for the transportation of lhe ground particles der Zementmahlung üblicherweise vorgesehene Rückgas
within the vertical roller m¡ll could be reduced to a reason- zur Aufrechterhaltung einer konstanten Gastemperatur nach
able minimum without the requirement of any mechanical dem Sichter wurde anteilig in der Menge reduziert und durch
rebuilding or additional installations in the grinding chamber. Frischluft ersetzt. Die daraus resultierte Absenkung der Gas-
The re-circulating gas usually provided for Loesche cement temperatur auf ca. 85'C konnte gerade noch toleriert wer-
grinding plants to maintain a constant gas temperature den, um auf Heißgas aus einer separaten Wärmequelle für
after the classifier was reduced proportionately and re- den Mahlbetrieb verzichten zu können. Die so erreichte Ent-
placed by fresh air. The resulting reduction of the gas tem- lastung des Sichterantriebs in Verbindung mit einer weiteren
perature to about 85oC was tolerable and no hot gas from Reduzierung der Auf gabemenge ermöglichte schließlich eine
separate sources was required for the grinding. The dis- weitere Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit am Sichter-
charge of the classifier achieved this way together with a fur- rotor, so dass höhere spezifische Oberflächen nach Blaine
ther reduction of the feed quantity allowed a further increase von bis zu 5800 cm2þ erreicht werden konnten. Die gefor-
of the circumferential speed at the classifier rotor which derte 1-Tagesfestigkeit wurde dabei sogar übertroffen.
made possible higher specific surfaces of up to 5 800 cm2/g
Blaine. With these results, the requested 1-day strength Die während der Versuche auf der Loesche-Mühle
was exceeded. LM 53.3+3 CS erreichten durchschnittlichen Betriebsparame-
ter sind in I Tabelle 1 im Vergleich zu den Ergebniswerten der
The average operating values achieved during the tests on Kugelmühle bei der Herstellung der Zementqualität lll nach
the Loesche mill LM 53.3+3 CS compared to the values ASTM-SIandard dargestellt. Während der Versuche hat es sich
achieved for the grinding of ASTM Type I ll cement in the ball auch gezeigt, dass der Verbrauch an Mahlhilfsmitteln in der
mill are shown in I Table 1. During the Tests it also turned Loesche-Mühle gegenüber der Kugelmühle um mehr als
o/o
out that the consumption of grinding aid could be reduced 30 Qesenkt werden konnte.
(5
by more than 30 o/o in comparison to the ball mill.
=
CN
7 Ausblick
CN 7 Outlook
t¡t Testläufe mit den im Zementwerk Martinsburg installierten
CJ
o
É Test runs with the vertical roller mills for cement grinding Loesche-Mühlen für die Mahlung von Zementen haben
È installed in the Martinsburg cement plant, West Virginia, gezeigt, dass auch ein Zement der Oualität lll entsprechend
USA, have shown that also cements acc. to ASTM Type ASTM-Standard mit der Anforderung an eine hohe Frühfes-
lll with high requirements as to early strength can be pro- tigkeit produziert werden kann und im Vergleich zur konven-
duced in Loesche mills. The energy savings compared to tionellen Kugelmühle Energieeinsparungen in einer Größen-
conventional ball mills amounted to 35o/0. The optimiza- ordnung von 35 o/o ermöglicht werden. Die Optimierung aller
tion of all grinding mills are in progress for further improve- in Betrieb befindlichen Loesche-Mühlen wird kontinuierlich
ments. ( fortgesetzt, um weitere Verbesserungen zu erreichen. <
It
t11 Homepage of Essroc: http://www.essroc.com/ t3l Keyssner, M.; Krammer, R.; Mazumdar, P.S.: lnitial
I2l Keyssner, M.: Redundancy and interchangeability - operating experience with largest Loesche mill - the
large vertical roller mills for grinding cement raw LM 69.6. CEMENT INTERNATIONAL 7 (2009) No. 2,
material. CEMENT INTERNATIONAL 5 (2007) No. 2, pp. 55-61.
pp. 84-91.
66 GEMENTINTERNATIONAL ) 2/2011 ) VOL.g