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8/17/2019 Grinding trends in the cement industry.pdf

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Grinding trends in the cement industry

Trends bei der Vermahlungin der Zementindustrie

Tendances en matière de broyagedans l’industrie du ciment

Las tendencias en la moliendaen la industria del cemento

Zementmahlanlage

Joachim Harder

OneStone Consulting Group GmbH, Buxtehude/Germany

Zusammenfassung: Höhere Effizienz,Energieeinsparungen und Einfachheitsind nach wie vor die bestimmenden

Trends bei den Mahlverfahren für dieZementindustrie. Bei Neuaufträgen sindVertikalmühlen auf über 60 % Anteil ge-wachsen und Kugelmühlen auf wenigerals 30 % gefallen. Etwas überraschenddabei ist, dass nicht weniger unterschied-liche Mahlverfahren eingesetzt werden,sondern die Variationen bei den Mahlver-fahren und Mühlentypen haben eher zu-genommen. Die Durchsatzleistungen derMühlen sind gestiegen, was aber auch teil-weise an die Grenzen, z. B. bei Getrieben,stößt. Separate Mahlwerke kommen in der

Zementindustrie derzeit auf zweistellige jährliche Wachstumsraten. Auch die Zahlder Mühlenanbieter hat sich erhöht undder Wettbewerbsdruck hat zugenommen.

Résumé: Les tendances déterminantes enmatière de procédés de broyage dans l’in-dustrie du ciment sont toujours l’efficacité

supérieure, les économies d’énergie et lasimplicité du système. Pour les commandesde matériel neuf, le taux des broyeurs verti-caux est passé à plus de 60 % alors que celuides broyeurs à boulets est descendu à moinsde 30 %. Ce qui surprend un peu, c’est quele nombre de procédés différents n’a pasbaissé, mais que le nombre de variantes deprocédés de broyage et types de broyeurs aplutôt augmenté. Les broyeurs présententdes capacités plus élevées, atteignant tou-tefois leurs limites pour les réducteurs parexemple. Les unités de broyage séparées

connaissent actuellement dans l’industriedu ciment des taux de croissance annuelsà deux chiffres. Le nombre de fournisseursde broyeurs a également augmenté se tra-duisant par un accroissement de la pressionconcurrentielle.

Resumen: Los factores fundamentales enlos procesos de molienda en la industriadel cemento siguen siendo una más alta

eficiencia, el ahorro en el consumo deenergía y la simplicidad de los sistemas.En el caso de nuevos proyectos, la cuotade los molinos verticales ha superado el60 %, mientras que la de los molinos debolas ha caído por debajo del 30 %. Es encierta manera sorprendente que el númerode procesos de molienda diferentes y lostipos de molinos hayan incrementado. Lacapacidad de los molinos empleados ha au-mentado, lo que ha llevado a la maquinar ia,por ejemplo a los reductores, al límite. Lasinstalaciones de molienda separadas en la

industria del cemento están alcanzando enla actualidad tasas de crecimiento anual dedos dígitos. El número de suministradoresde molinos ha crecido y la presión de lacompetencia se ha intensificado.

Cement grinding plant

Summary: The main trends concerning grinding processes in the cement industry are still higher efficiency, reduction of the power

consumption and system simplicity. In the case of new orders, vertical mills have increased their share to over 60 % and ball mills havefallen to less than 30 %. It is somewhat surprising that the number of different grinding processes and mill types used by the industryhave increased rather than decreased. The throughput capacities of the employed mills have risen, but in some cases this has broughtmachines, e.g. gear units, to the limit of their capabilities. In the cement industry, the use of separate grinding plants is currently show-ing a two-digit annual growth rate. The number of mill vendors has also increased and the competitive pressure has intensified.

G P A G

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47ZKG INTERNATIONAL No. 4-2010 www.zkg-online.info

1 IntroductionWorldwide, there are around 600 separate grinding plants in thecement industry. These receive their feed mater ials, such as clin-ker, slag, fly ash and other pozzolanas and intergrinding materi-als from various sources and are not preceded by an integratedclinker production line. This principle, known as the “splitgrinding” or “hub and spoke process”, is a practical methodin cases where the raw materials for clinker manufacturing areonly available locally, and particularly not at the locations wherethe cement is consumed. For this reason, the market for splitplants has grown especially strongly in China, India, Vietnam,Brazil and Turkey. However, numerous split plants also exist incountries like Italy, Germany, France, Spain, South Korea, South

Africa and Australia. One reason for this is that existing inte-grated plants often remain in operation only as grinding plantsafter clinker production has been discontinued, and the reasonis that grinding plants enable newcomers to quickly establishthemselves on a market. The two foremost cement manufacturers, Lafarge and Holcim,increased the number of their grinding plants by 11 and 16 re-spectively in the period 2005 to 2008. Taken together, this makesup 16 % of all new gr inding plants installed during this per iod.The variety of employed gr inding processes already mentionedcan already be seen in the case of the separate grinding plants(Fig. 1). Today, approx. 70 % of the installed mills are ball mills.

This statistic includes the figures for China. In the case of newplants, the number of ball mills is even lower, at less than 50 %,and energy-efficient grinding processes are preferred. This trendis even clearer in integrated cement plants, where the world-wide percentage of new ball mills for raw material and coalgrinding is now only approx. 10 % (excluding China) or 15 %(including China). The figures for clinker grinding are againcomparable with those for separate grinding plants. 2 Overview of grinding processes and applicationsThe cement industry makes use of four mill types: the ball mill,the vertical mill, the roller press (also known as high-pressuregrinding roll) and the horizontal mill. A report on the devel-

opment over time towards those mill types, which was large-ly determined by efforts to achieve higher energy efficiency,was already presented in [1]. However, it also has to be takeninto consideration that the different mill feed raw material,coal, clinker and slag have different grindabilities, feed particle

1 EinleitungWeltweit existieren in der Zementindustrie bereits etwa600 separate Mahlanlagen, die ihre Mahlgüter wie Klinker,Schlacke, Flugasche und andere Puzzolane und Zumahlstoffevon unterschiedlichen Quellen beziehen und denen keine in-tegrierte Klinkererzeugung vorgeschaltet ist. Dieses als „SplitGrinding“ oder „Hub and Spoke“-Verfahren bezeichnetePrinzip ist immer dann sinnvoll, wenn die Rohmaterialien fürdie Klinkerherstellung nur lokal und insbesondere nicht dortverfügbar sind, wo der Zement verbraucht wird. So ist derMarkt für Split-Anlagen insbesondere in China, Indien, Viet-nam, Brasilien und der Türkei kräftig gewachsen. Aber auch inLändern wie Italien, Deutschland, Frankreich, Spanien, Süd-

korea, Südafrika und Australien gibt es zahlreiche derartigeAnlagen. Zum einen werden oftmals existierende integrierteWerke nach Einstellung der Klinkererzeugung als Mahlwerkweiterbetrieben, zum anderen ist mit Mahlwerken ein schnellerMarkteintritt für Newcomer möglich. Betrachtet man einmal die beiden führenden ZementherstellerLafarge und Holcim, so erkennt man, dass die Unternehmendie Zahl ihrer Mahlwerke von 2005 auf 2008 um 11 bzw. 16erhöht haben. Dies macht 16 % aller in dem Zeitraum neu ein-gerichteten Mahlwerke aus. Bei den separaten Mahlwerken(Bild 1) zeigt sich bereits die gesamte Bandbreite der eingesetz-ten Mahlverfahren. Betrachtet man die Mühlenpopulation, so

sind etwa noch 70 % der vorhandenen Mühlen Kugelmühlen.Dabei sind die Zahlen für China enthalten. Bei den Neuanla-gen sind Kugelmühlen auf unter 50 % gefallen und es kommenverstärkt energieeffiziente Mahlverfahren zum Einsatz. Bei in-tegrierten Zementwerken ist dieser Trend noch deutlicher. DerAnteil neuer Kugelmühlen für die Rohmaterial- und Kohle-vermahlung liegt dort nur noch bei etwa 10 % weltweit (ohneChina) bzw. 15 % (mit China). Die Klinkervermahlung istwieder mit den Zahlen für separate Mahlablagen vergleichbar.

2 Übersicht der Mahlverfahren und Anwendungen

Mit Kugelmühlen, Vertikalmühlen, Rollenpressen und Hori-zontalmühlen kommen in der Zementindustrie vier Mühlen-typen zum Einsatz. Über die zeitliche Entwicklung, die weitest-gehend von dem Bestreben zu einer höheren Energieeffizienzgeprägt ist, wurde in [1] berichtet. Es ist aber ebenso zu be-

Mahlwerk Tilbury von Cemex UK (Cemex)1 Tilbury grinding plant, owned by Cemex UK (Cemex)

Vertical

mill

61%

Ball mill29%

Other

10%

Mühlenneubestellungen 2007/2008 nach Mühlentypen (OneStone) [3]

2 Mill orders 2007/2008 according to mill types (OneStone) [3]



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size ranges and moisture contents and also demand differentthroughput rates, fineness data and other quality parameters.Each of the mill types and the associated grinding process aretherefore more suitable for some applications and requirementsthan for others, and there is no universal mill [2]. Instead, com-bination processes have been devised, or else certain mill typesdominate individual applications.

Figure 2 presents an overview of new mill orders in the cementindustry worldwide from 2007 to 2008. These figures do notinclude local supplies by Chinese vendors, as no precise datamaterial is yet available for such cases. In the above two years,which will go down in history as boom years for mill suppliers,

more than 660 mills were sold, 373 of them in 2007 and 289in 2008 [3]. The above statistics take account of cancellationsdue to the impending world economic crisis. Of the more than660 mills, 61 % (410 machines) were vertical mills. In the caseof western vendors, 63 vertical mills were delivered to China(82 % for raw material gr inding), while Chinese vendors deliv-ered 5 units to clients outside China. During the stated period,an estimated 300 vertical mills were supplied by Chinese ven-dors to clients within China.

Aside from the 410 vertical mills in the above statistic, 189 ballmills (29 %) and 63 (10 %) other types of mill were sold. Ofthese 63 other mill types, 59 were roller presses and only 4

were horizontal mills, so that the last type of mill only had atotal market share of less than 1 % in the per iod of time underconsideration. Figure 3 depicts the percentages of the differentapplications. Clinker/cement grinding is the biggest marketsegment with 42 %, followed by raw material grinding with34 %. Taken together, coal and slag grinding make up less thana quarter of all applications. All these figures have to be seenagainst the background of the order boom of the two yearsand particular account must be taken of the fact that verticalmills have the longest delivery times, other mills provide priceadvantages or have their own particular advantages and thattherefore a decision in favour of vertical mills was made moredifficult in specific cases [4].

2.1 Raw material grindingRaw material grinding has the objective of producing a ho-mogenous raw meal from a number of components that aresometimes variable in themselves. The feed moisture contents

rücksichtigen, dass die verschiedenen Mahlgüter Rohmaterial,Kohle, Klinker und Schlacke unterschiedliche Mahlbarkeiten,Aufgabekörnungen und Feuchten besitzen und außerdem un-terschiedliche Durchsätze, Feinheitsanforderungen und sons-tige Qualitätsparameter verlangen. Insofern sind die Mahlver-fahren für die unterschiedlichen Anforderungen mal mehr undmal weniger geeignet und es gibt keine universelle Mühle [2].Stattdessen existieren beispielsweise Kombiverfahren oder aberbestimmte Mühlentypen dominieren einzelne Anwendungen.

Bild 2 zeigt eine Übersicht der weltweiten Mühlenneube-stellungen der Zementindustrie von 2007 bis 2008. Bei denZahlen sind lokale Lieferungen chinesischer Anbieter nicht

berücksichtigt, da hierüber bisher kein genaues Datenmaterialverliegt. In den beiden Jahren, die in die Geschichte als Boom- jahre bei den Lieferenten eingehen werden, wurden insgesamtüber 660 Mühlen verkauft, 373 entfielen auf 2007 und 289auf 2008 [3]. Stornierungen aufgrund der sich abzeichnendenWirtschaftkrise sind in den Zahlen berücksichtigt. Von denüber 660 Mühlen sind allein 61 % (410 Stück) Vertikalmühlen.Davon entfallen von westlichen Anbietern 63 auf Lieferungennach China (82 % für die Rohmaterialvermahlung) und vonchinesischen Anbietern 5 Lieferungen auf außerhalb China.Geschätzte 300 Vertikalmühlen entfallen für den Zeitraum aufLieferungen chinesischer Anbieter in China.

Neben den 410 Vertikalmühlen der Statistik wurden 189 Ku-gelmühlen (29 %) und 63 (10 %) sonstige Mühlen verkauft.Von den 63 sonstigen Mühlen entfallen 59 auf Rollenpressenund nur 4 auf Horizontalmühlen, so dass letztere insgesamt aufweniger als 1 % Marktanteil in dem Zeitraum kommen. Bild 3 verdeutlicht den Anteil der unterschiedlichen Anwendungen.Das größte Marktsegment mit 42 % betrifft die Klinker- bzw.Zementvermahlung, gefolgt von der Rohmaterialvermahlungmit 34 %. Die Kohle- und Schlackevermahlung kommen zu-sammen auf weniger als ein Viertel aller Anwendungen. Sämt-liche Zahlen sind insbesondere vor dem Hintergrund des Be-stellbooms der beiden Jahre zu sehen und dass insbesonderebei Vertikalmühlen die längsten Lieferzeiten existierten, andere

Mühlen durchaus Preisvorteile oder andere Vorteile besitzenund damit die Entscheidung für Vertikalmühlen in spezifischenFällen erschwert wurde [4].

2.1 Rohmaterialvermahlung

Raw

material

34%

Clinker 42%

Coal

18%

Slag6%

Mühlenneubestellungen 2007/2008 nach Anwendungen(OneStone) [3]

3 Mill orders 2007/2008 according to application (OneStone) [3]

84

12

4

80

13

7

0

20

40

60

80

100

Mill type

S h a r e [ % ] *

2000/02

2007/08

* Without local Chinese market

Vertical mill Ball mill Other

Mühlentypen zur Rohmaterialvermahlung (OneStone) [3]4 Types of mills for raw material grinding (OneStone) [3]



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are generally between 3 and 8 %, but sometimes also over 20 %

by weight. Fineness requirements are usually < 10 % to 15 %residue on the 90 µm screen (< 1– 2 % residue on the 200 µmscreen) with feed particle sizes of 100-200 mm. Figure 4 showsthat on this sector vertical mills were installed in 80 % of all newgrinding plants, after 84 % in the preceding period of time. Theadvantage of vertical mills is their relatively low power con-sumption and the simultaneous grinding, drying and separationin the mill itself , together with a wide mass flow control rangeof 30 –100 %. This mill type achieves a specific power require-ment of below 10 kWh/t at a medium raw material hardnessand a medium product fineness of 12 % R 0.09 mm.

The increasing throughput rates of vertical mills kept pace with

the rise in kiln line capacities. For instance, a Loesche LM 69.6with its gr inding track diameter of almost 7 m, six grinding roll-ers (Fig. 5) and a drive power of 6600 kW can achieve through-put rates of up to 1200 tph for medium-hard cement raw ma-terial. The example of a grinding plant at Grasim’s Tadripatriworks shows that the mill capacity decreases significantly if thecement raw material is hard. At this plant, 16 000 tpd of rawmaterial is ground by two LM 69.6 mills for a clinker outputof 10 000 tpd [5]. Each mill runs at its warranted capacity of420 tph. However, at a different plant in India the same sizeof mill achieves a grinding capacity of 745 tph. All the lead-ing manufacturers of vertical mills now build machines withcapacities exceeding 600 tph. Large vertical mills with several

independent grinding rollers allow grinding operation to bemaintained even if one roller or one pair of opposite rollersfails [5–6], so that at least partial-load operation of the kiln lineis possible.

Bei der Rohmaterialvermahlung soll ein homogenes Rohmehlaus vielen, teilweise in sich variablen Komponenten erzeugtwerden. Die Aufgabefeuchten liegen in der Regel zwischen3 und 8 %, teilweise auch über 20 Gew. %. Die Feinheitsan-forderungen liegen meist bei < 10 % bis 15 % Rückstandauf dem 90 µm Sieb (< 1– 2 % Rückstand auf dem 200 µmSieb) mit Aufgabekorngrößen von 100 –200 mm. Gemäß

Bild 4 machen Vertikalmühlen 80 % aller neuen Mahlverfahrenin dem Sektor aus nach 84 % im vorherigen Zeitraum. DerVorteil der Vertikalmühlen liegt im relativ niedrigen Ener-gieverbrauch und der gleichzeitigen Vermahlung, Trocknungund Sichtung in der Mühle mit dem weiten Regelbereich desMassenstromes von 30 –100 %. Als spezifischer Arbeitsbedarfwerden weniger als 10 kWh/t bei einer mittleren Härte desRohmaterials und mittlerer Aufmahlung von 12 % R 0,09 mmerzielt.

Die Durchsätze von Vertikalmühlen konnten mit den wach-senden Leistungen der Ofenlinien Schritt halten, wobei bei-spielsweise von Loesche mit einer LM 69.6 mit einem Mahl-

bahndurchmesser von fast 7 m und 6 Mahlwalzen (Bild 5) beiAntriebsleistungen von 6600 KW Durchsätze bis zu 1200 t/hfür mittelhartes Zementrohmaterial möglich sind. Dass beieinem harten Zementrohmaterial deutliche Einbußen in derLeistung erfolgen, zeigt eine Mahlanlage bei Grasim im WerkTadripatr i. Für eine Klinkerleistung von 10 000 t/d werdendort 16 000 t/d Rohmaterial über zwei LM 69.6 vermahlen[5]. Jede Mühle liefert eine garantierte Leistung von 420 t/h. Ineinem anderen Werk in Indien kommt dieselbe Mühlengrößeauf eine Mahlleistung von 745 t/h. Von allen führenden Ver-tikalmühlenherstellern sind inzwischen Mühlenleistungen vonüber 600 t/h ausgeführt. Große Vertikalmühlen mit mehrerenunabhängigen Mahlwalzen ermöglichen die Aufrecherhaltung

des Mahlbetriebs, auch wenn eine Mahlwalze bzw. ein gegen-überliegendes Walzenpaar ausfällt [5–6], so dass zumindest einTeillastbetrieb der Ofenlinie möglich ist.

In 12–13 % der Fälle wie z. B. bei der Vermahlung sehr trocke-

Illustration Loesche LM 69.6 (Loesche)5 Illustration of the Loesche LM 69.6 (Loesche)

Illustration einer Comflex®-Mahlanlage (KHD Humboldt Wedag)6 Illustration of a Comflex® grinding system (KHD Humboldt Wedag)



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example, in [10 –11]. Developments dur ing recent years haveshown that there are now only small differences in the cementquality produced by different cement mills [12 –13]. Figure 7 shows that ball mills are still the type usually ordered forcement grinding applications, even though their market sharehas decreased from 59 % to 49 %. In contrast, vertical mills havesignificantly increased their share from 17 % to 39 %. The mar-ket shares of roller presses and horizontal mills have declinedslightly. In view of the poor energy utilization of ball mills,one may wonder why they still account for almost half of allordered cement mills. The reasons for this are complex. Firstly,

ball mills are used in combination grinding systems and finishgrinding systems because they are held in high regard due toeasy operation and high availability (Fig. 8). Secondly, conver-sions to high-efficiency separators in closed circuits are oftenundertaken, often involving the purchasing of replacement ballmills or the modernization of existing ball mills [14]. Some-times, ball mills are purchased as stand-by mills for vertical mills[15]. Furthermore, ball mills offer price advantages in compari-son to other mill types, particularly if supplies from China areconsidered (Fig. 9).

In recent years, a number of developments have dealt with theimprovement and optimization of ball mills. Such efforts are

prompted by the fact that ball mills are still widely used andby the increasing specific grinding costs. Studies by the VDZ[16] or, for example, by CRH [17], show that existing cementmills possess a high optimization potential. One significant fieldis improvement of the grinding ball grading, which can re-duce the energy requirement by around 10 %. Specific materialtransfer diaphragms and discharge diaphragms with materialflow regulation bring a significant additional improvement.Modern noise sensors on the rotating mill shell can accuratelymeasure the filling levels of the first and second gr inding com-partments independently of each other [18]. The flexibility of the HPGR/roller press allows it to be used in

various system configurations as a “combi-mill” (Fig. 10)togeth-er with ball mills for primary grinding and semi-finish grind-ing, or as a single-stage grinding process for finish grinding.Particularly in the last few years, a trend towards finish grindinghas become discernible. Three points are viewed as the main

stellt. Die Entwicklung der letzten Jahre hat gezeigt, dass bei

der Zementvermahlung nur noch geringe Unterscheide in derZementqualität aus unterschiedlichen Mühlen gesehen werden[12 –13]. Gemäß Bild 7 werden für die Zementvermahlung noch haupt-sächlich Kugelmühlen geordert, auch wenn der Anteil von 59 %auf 49 % abgenommen hat. Vertikalmühlen haben dagegen von17 % auf 39 % Marktanteil deutlich zugenommen. Rollenpres-sen und Horizontalmühlen haben bei den Marktanteilen leichtverloren. Wegen der schlechten Energieausnutzung der Ku-gelmühlen stellt sich die Frage, warum sie fast noch die Hälfteder Zementmühlen ausmachen. Die Gründe hierzu sind viel-schichtig. Auf der einen Seite werden Kugelmühlen in Kom-

bimahlanlagen eingesetzt und für die Fertigmahlung wegenihrer leichten Handhabung und hohen Verfügbarkeit geschätzt(Bild 8). Zum anderen erfolgt eine Umstellung auf Hochleis-tungssichter in geschlossenen Kreisläufen, wobei oftmals Ersatz-beschaffungen/Modernisierungen von Kugelmühlen erfolgen[14]. Teilweise werden Kugelmühlen als Stand-by Mühlen fürVertikalmühlen angeschafft [15]. Außerdem haben Kugelmüh-len im Vergleich zu anderen Mühlen Preisvorteile, insbesonderewenn Lieferungen aus China (Bild 9) betrachtet werden.

In den letzten Jahren haben sich eine Reihe von Entwicklun-

gen mit der Verbesserung und Optimierung von Kugelmühlenbeschäftigt. Dies liegt sowohl an der nach wie vor breiten Ver-wendung als auch an den steigenden spezifischen Mahlkosten.So zeigen Untersuchungen des VDZ [16] oder beispielsweisevon CRH [17], dass vorhandene Zementmühlen ein hohes

Kombimahlanlage mit Rollenpresse bei Ladce Cement (Koeppern)

10 Combination grinding system with roller press at Ladce Cement(Koeppern)

9 Ball mill from Sinoma for Holcim Tanzania (Project Cargo Logistics) Kugelmühle von Sinoma für Holcim Tanzania (Project Cargo

Logistics)



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reasons for this [19]: 1. significantly improved grinding element service lives[20],

2. new separator technology with static-dynamic separators(Fig. 11),

3. the quality characteristics of cements from grinding ma-chines other than the ball mill are no longer regarded asnegative.

Finish grinding plants equipped with roller presses achieve aspecific energy requirement of 21 kWh/t, the roller press beingresponsible for 15.5 kWh/t or approx. 79 % and the auxiliaryunits, separator, separator fan and bucket elevator accountingfor 21 % [19].

The application of vertical mills for cement grinding is current-ly regarded as a real technological breakthrough [21]. However,this does not refer to so-called pregrinders [1], but to verticalmills with integral separator (Fig. 12) that are used for finishgrinding. For the grinding of Portland Cement with 95 %clinker, mill capacities of more than 350 tph can be achieved[22], although the usual mill sizes offered by most vendorsonly permit outputs of around 200 tph (Fig. 13). With the aimof achieving higher capacities, a trend towards four or moregrinding rollers is discernable, as this keeps roller dimensionssmall and thus minimizes the dynamic loadings and vibrationsin the mill. The energy savings achieved with vertical mills in

comparison to ball mills are primarily a function of the re-quired fineness of grinding (Fig. 14).

All vertical mills provide the advantage of quick product typechangeover because the short material residence times in themill enable the attainment of quality and capacity parameters

just a short time after a changeover [12, 22], without havingto stop the grinding operation. On the other hand, it shouldnot be forgotten that the grinding conditions (grinding speed,grinding pressure, water injection, grinding aids etc.) have to beoptimized for each different mill feed material. Also, the heightof the dam ring on the grinding table can only be optimallyadjusted for one single product, or else compromises have to be

made. During operation, the grinding bed depth can practicallyonly be influenced by the grinding speed. This indicates theneed for increased use of variable-speed drive units or the intro-duction of completely new drive solutions for vertical mills inthe near future.

Optimierungspotenzial besitzen. Dabei geht es insbesondereum eine verbesserte Gattierung der Mahlkugeln, welche denEnergiebedarf um etwa 10 % reduziert. Spezifische Übertrag-

trennwände und Austragwände mitMaterialstromregelungen bringeneine zusätzliche signifikante Verbes-

serung. Durch neuartige Körper-schallmessverfahren auf dem rotie-renden Mühlenmantel können dieFüllstände der ersten und zweitenMahlkammer unabhängig vonein-ander gemessen werden [18]. Die Flexibilität der HPGR-Rollen-presse erlaubt unterschiedliche An-

lagenkonfigurationen als Kombimühle (Bild 10) zur Vor- undTeilfertigmahlung mit Kugelmühlen oder als einstufiges Mahl-verfahren zur Fertigmahlung. Dabei ist insbesondere in den letz-ten Jahren ein Trend zur Fertigmahlung erkennbar. Als Gründe

dafür werden im Wesentlichen drei Dinge gesehen [19]: 1. Signifikant verbesserte Standzeiten der Mahlelemente[20].

2. Neuartige Sichtertechnologie mit statisch-dynamischenSichtern (Bild 11).

3. Qualitätseigenschaften von Zementen aus anderen Mahl-verfahren als der Kugelmühle gelten nicht länger als nach-teilig.

Fertigmahlanlagen mit Rollenpressen erreichen einen spe-zifischen Energiebedarf von 21 kWh/t, wobei 15,5 KWh/tbzw. etwa 79 % davon auf die Rollenpresse und 21 % auf dieNebenaggregate, Sichter, Sichter-Gebläse und Becherwerk ent-fallen [19].

Als wahrer technologischer Durchbruch wird zurzeit die Ver-wendung von Vertikalmühlen für die Zementvermahlung be-zeichnet [21]. Damit sind allerdings nicht die sogenannten Pre-grinder [1] gemeint, sondern Vertikalmühlen mit integriertemSichter (Bild 12) zur Fertigmahlung. Für die Vermahlung vonPortlandzement mit 95 % Klinker werden bereits Mühlenleis-tungen von über 350 t/h erzielt [22], wobei die üblichen Müh-lengrößen der meisten Anbieter aber erst bei etwa 200 t/h lie-gen (Bild 13). Zu größeren Leistungen ist ein Trend zu vier undmehr Mahlwalzen festzustellen, um die Walzenabmessungenmöglichst klein zu halten und damit dynamische Belastungenund Vibrationen in der Mühle zu minimieren. Die Energie-

einsparungen bei Vertikalmühlen im Vergleich zu Kugelmühlensind in erster Linie eine Funktion der geforderten Mahlfeinheit(Bild 14).

Vorteilhaft bei al-len Vertikalmühlenist, dass ein schnellerSortenwechsel mög-lich ist, weil aufgrundder kurzen Material-verweilzeiten in derMühle nach einerUmstellung die Pa-

rameter Qualität undLeistung nach kurzerZeit erreicht werden[12, 22], ohne dassder Mahlbetrieb ge-

Sepol® HR Sichter für Polycom-Fertigmahlanlage (Polysius)11 Sepol® HR separator for Polycom finish grinding plant (Polysius)

OK-Mühle bei California Portland Ce-ment in den USA (FLSmidth)

12 OK mill at California Portland Cementin the USA (FLSmidth)



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Horizontal mills are suitable for use as a single-stage grindingprocess in cement finish grinding systems. After some teethingproblems, the scaled-up Horomill process is now regarded astechnically mature. More than 15 years after its introductiononto the market, more than 40 Horomills are now in opera-tion (Fig. 15), most of them for cement grinding. Compared toball mills, an energy saving of up to 50 % can be achieved, andcompared to vertical mills the saving is up to 20 % [23]. Thismill type’s limitation to relatively low throughput rates is re-garded as the biggest hurdle for its further marketing. The big-gest mill available at present allows a throughput rate of 120 tph

for normal Portland Cement. A report concerning a modifiedhorizontal mill, called the BETA mill (Fig. 16), was presented in[24–25]. This grinding principle permits individual setting ofgrinding bed depth and grinding pressure, increasing the possi-bility that equally high or higher efficiencies could be achievedthan with roller presses.

2.3 Slag grindingThe grindability of granulated blast furnace slag (GBFS) is upto 30 % worse than that of cement clinker, while the finenessrequirements of 4200 cm2/g to 5600 cm2/g are comparative-ly high and the moisture content can reach 20 %. However,with 6 % of all applications, slag grinding only accounts for a

minor proportion of grinding systems in the cement industry.For this reason, just a few orders suffice to alter the weightingof individual mill types. After a period of high growth rates,the market share of vertical mills recently declined from 59 %to the present 45 % (Fig. 17). While the share of ball mills hasremained almost constant, the other grinding processes havenearly doubled their market share from 19 % to 34 %. However,this is practically restricted to roller presses, because horizontalmills have so far hardly become established for slag gr inding.

The main advantage of vertical mills (Fig. 18) is their pro-cess simplicity with drying, grinding, separation and materialconveyance all taking place in one unit, combined with

their very good energy utilization and low wear rates. In themeantime they achieve an equally high fineness of grinding> 6000 g/cm2 (Blaine) as ball mills. In slag-grinding systems,the external circulating material quantities are higher thanthose of raw material and clinker grinding systems because of

stoppt werden muss. Dabei darf aber nicht vernachlässigt wer-den, dass für unterschiedliche Mahlgüter die Mahlbedingungen(Mahlgeschwindigkeit, Mahldruck, Wassereindüsung, Mahlhil-fen usw.) optimiert werden müssen. Die Höhe des Stauringesauf dem Mahlteller lässt sich nur für ein Produkt optimal ein-stellen oder es sind Kompromisse einzugehen. Die Mahlbett-höhe kann im Betrieb somit praktisch nur über die Mahlge-schwindigkeit beeinflusst werden. Dies setzt in der nächstenZeit verstärkt drehzahlvariable Antriebe oder komplett neueAntriebslösungen für Vertikalmühlen voraus.

Horizontalmühlen sind als einstufiges Mahlverfahren für dieFertigmahlung von Zementen geeignet. Das Horomill-Ver-fahren gilt nach Anfangsproblemen mit der Maßstabsvergrö-ßerung inzwischen als ausgereift. Seit mehr als 15 Jahren nachder Markteinführung sind mehr als 40 Horomills in Betrieb(Bild 15), das Gros für die Zementvermahlung. Gegenüber Ku-gelmühlen lassen sich bis zu 50 % Energie einsparen, gegenüberVertikalmühlen bis zu 20 % [23]. Als größte Hürde für eineweitere Vermarktung wird die Begrenzung auf relative niedrigeDurchsatzmengen gesehen. So erlaubt die derzeit vorhandenegrößte Mühle für Portlandzement Durchsätze von 120 t/h.Über eine modifizierte Horizontalmühle, die als BETA-Mühle (Bild 16) bezeichnet wird, wurde in [24–25] berichtet.

Mit dem Mahlprinzip können Mahlbettdicke und Mahldruckindividuell eingestellt werden, sodass ebenso hohe oder höhereWirkungsgrade als mit Rollenpressen denkbar sind.

2.3 SchlackevermahlungGranulierte Hochofenschlacke (GBFS) bzw. Hüttensand wei-sen eine um bis zu 30 % schlechtere Mahlbarkeit als Zement-klinker, vergleichsweise hohe Feinheitsanforderungen von4200 cm2/g bis 5600 cm2/g und Materialfeuchten bis zu 20 %auf. Mit 6 % aller Anwendungen macht die Schlackevermah-lung aber nur einen geringen Anteil in der Zementindustrieaus. Deshalb können wenige Aufträge schon die Gewichtungder einzelnen Mühlentypen verändern. Nach einer Periode

von hohen Zuwachsraten haben Vertikalmühlen zuletzt Markt-anteile verloren und kommen nach 59 % auf nunmehr 45 %(Bild 17). Während Kugelmühlen nahezu konstant gebliebensind konnten die sonstigen Mahlverfahren ihren Marktanteilvon 19 % auf 34 % nahezu verdoppeln. Gewinner dabei sind

Vertikalmühlen zur Klinkervermahlung bei Ras-Al-Khaimah in UAE

(Loesche)

13 Vertikal mill for clinker grinding at Ras-Al-Khaimah in VAE(Loesche)

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Blaine value [cm2/g]

S p e c . e n e r g y c o n s u m p t i o n , T o

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VRM

Ball mill

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Spezifischer Energieverbrauch in Abhängigkeit der Mahlfeinheit

(FLSmidth)

14 Specific energy requirement as a function of product fineness(FLSmidth)



Product Review


the lower gas velocities in the mill [26]. Tramp metal is removed

from the circulating material by magnetic drum separators andother separating devices. Vertical mills can handle a maximummoisture content of 20 %. Moist material has the effect of agrinding aid and actually assists in the grinding bed stabiliza-tion. Throughput rates depend greatly on the mill feed materialand on the required product finenesses. Up to now, verticalmills for slag grinding have been designed for capacities of upto 300 tph [22]. Roller presses are employed for finish grinding and in com-bination grinding processes together with ball mills. Due totheir high grinding pressures and short material compressiontime, the greatest energy savings are achieved in finish grinding.

Finish grinding plants of the latest generation (Fig. 19) are verycompact. Due to improved separator technology and longergrinding element service lives, roller press finish grinding plantshave become an alternative to vertical mills. The separator tech-nology and drying in an air stream allow the mill to be fed withGGBFS with moisture contents of up to 15%. Depending onthe system configuration, the dried material from the externalmaterial circuit and the coarse material from the finished ma-terial separator can be mixed into the fresh feed material forthe roller press. It is sensible to have a minimum feed materialmoisture content > 2 % in order to improve the mater ial pull-in conditions for the roller press.

2.4 Coal grindingToday, the product fineness demanded when grinding solidfuels is approx. < 0.5 – 5 % residue on the 90 µm screen forpetroleum coke and anthracite and < 10 –15 % residue on the90 µm screen for hard coal. In each case, the required residueon the 200 µm screen is 0 %. Finer grinding of the coal reducesthe NOx emissions of a kiln line, but simultaneously decreasesthe throughput of the coal mill and raises the specific powerconsumption of the gr inding process. Reduction of the residueon the 90 µm screen by two percentage points raises the electri-cal power intake by around 1 kWh/t. While the specific powerconsumption for grinding depends on the required productfineness and the grindability, the amount of wear in the mill

is mainly determined by the quartz and pyrites content of thecoals [1]. Fig. 20 shows that in recent years only two types of mill ac-counted for most coal grinding applications in the cement in-

praktisch nur die Rollenpressen, da Horizontalmühlen in der

Schlackevermahlung bisher wenig eingesetzt werden.

Der wesentliche Vorteil der Vertikalmühlen (Bild 18) liegt inder Prozesseinfachheit im Zusammenhang mit der hohenEnergieausnutzung und den geringen Verschleißwerten, wo-bei Trocknung, Mahlung, Sichtung und Materialtransport inder Mühle erfolgen. Dabei werden inzwischen ebenso hoheMahlfeinheiten > 6000 g/cm2 (Blaine) wie mit Kugelmühlenerzielt. Die externen Umlaufmengen sind dabei wegen verrin-gerter Gasgeschwindigkeiten in der Mühle [26] größer als beider Rohmaterial- und Klinkervermahlung. Mittels Trommel-magnetscheidern und sonstiger Klassiereinrichtungen werdendie in der Umlaufmenge befindlichen metallischen Materi-

aleinschlüsse bzw. Fremdkörper entfernt. Es können maximaleFeuchtegehalte von 20% verarbeitet werden. Feuchtes Materialwirkt wie ein Mahlhilfsmittel und trägt zur Mahlbettstabilisie-rung bei. Die Durchsätze richten sich stark nach dem Mahlgutund den gewünschten Feinheiten. Bisher sind Leistungen bis300 t/h konzipiert [22]. Rollenpressen werden zur Fertigvermahlung und gemein-sam mit Kugelmühlen in Kombimahlverfahren eingesetzt.Aufgrund der hohen Mahldrücke und kurzen Beanspru-chungsdauer werden bei der Fertigvermahlung die höchstenEnergieeinsparungen erzielt. Fertigmahlanlagen der neuestenGeneration (Bild 19) werden sehr kompakt ausgeführt. Durch

eine verbesserte Sichtertechnik und längere Standzeiten der

Twin Horomill bei Cam Pha Cement in Vietnam (FCB Ciment)15 Twin Horomill at Cam Pha Cement in Vietnam (FCB Ciment)

BETA-Mühle BM250 als Industrieversion (CMP AG)16 BETA mill BM250 as industrial-scale version (CMP AG)

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Mühlentypen zur Schlackevermahlung (OneStone) [3]17 Types of mill for slag grinding (OneStone) [3]



Product Review


dustry. Vertical mills have meanwhile achieved a share of almost90 %, while ball mills are just over 10 %. Ball mills are almostexclusively employed for fuels with poor grindability. Up tonow, the capacities of vertical mills for coal grinding in ce-ment works have ranged up to 50 tph. Keeping pace with the

trend towards higher kiln throughput rates has presented noproblems. Vertical mills can cope quite flexibly with changesin the type of fuel, different grindabilities and varying finenessrequirements, because the grinding pressures and, in some cases,the gr inding table speeds can be adjusted fully automatically.

3 Important mill developments3.1 Vertical millsIn the raw material and coal grinding sectors, vertical mills havemaintained their high market shares of 89 –90 % and have im-proved to almost 40 % in clinker grinding applications. With410 vertical mills ordered, including slag gr inding systems (Fig.

21), the number of different design versions has increased. Loe-

sche successfully transferred the 2 +2 principle to larger millsand has applied the 3 + 3 principle, with a noticeable trendtowards smaller roller modules with more grinding rollers.Thanks to the Quadropol from Polysius and the OK mill fromFLSmidth, 4-roller mills have also gained ground. On the otherhand, there is still a trend towards specialization, as illustratedby the Atox mill for raw material grinding and by the OK millfor clinker and slag grinding. In contrast, orders for the FRMmill from FLSmidth are declining. Polysius could experience asimilar situation with the Dorol if the Quadropol finds moreuse in the clinker and slag gr inding fields.

One fundamental development aim for vertical mills is to mini-

mize their maintenance requirements and make them easierto service [10]. Other developments concern optimization ofthe drive units, as in the case of the Quadropol ( Fig. 22) fromPolysius [27], the ATOX mill or the implementation of multi-drive solutions as in the case of the MPS from Gebr. Pfeiffer

Mahlelemente sind Rollenpressen-Fertigmahlanlagen zu einerAlternative zu Vertikalmühlen geworden. Die Sichtertechnikund Trocknung im Luftstrom erlaubt die Aufgabe von GGBFSmit Feuchtegehalten bis 15%. Je nach Anlagenschaltung wirddas getrocknete Material aus dem externen Materialumlauf

bzw. das Grobgut aus dem Fertiggutsichter mit dem Aufgabegutfür die Rollenpresse vermischt. Dabei ist eine Mindestfeuchte> 2% des Aufgabegutes für die Rollenpresse zur Verbesserungder Einzugsbedingungen sinnvoll. 2.4 KohlevermahlungDie geforderten Produktfeinheiten bei der Vermahlung festerBrennstoffe liegen heute bei etwa < 0,5 – 5 % Rückstand aufdem 90 µm Sieb für Petrolkoks und Anthrazit und < 10 –15 %Rückstand auf dem 90 µm Sieb für Steinkohle mit jeweils 0 %Rückstand auf dem 200 µm Sieb. Eine feinere Vermahlung derKohle bewirkt eine Verringerung der NOx-Emissionen einerOfenlinie, gleichzeitig sinkt aber der Durchsatz der Kohlemühle

und der spezifische Energieaufwand für die Vermahlung steigt.Eine Reduzierung des Rückstandes auf dem 90 µm Sieb umzwei Prozentpunkte liefert etwa einen Anstieg der elektrischenLeistung um etwa 1 kWh/t. Während der spezifische Energie-aufwand für die Vermahlung von der geforderten Feinheit undder Mahlbarkeit abhängt, ist der Mühlenverschleiß im wesent-lichen vom Quarz- und Pyritanteil der Kohlen abhängig [1].

Bild 20 verdeutlicht, dass über die letzten Jahre praktisch nurzwei Mühlentypen für in der Zementindustrie eingesetzt wer-den. Vertikalmühlen liegen inzwischen bei fast 90 % aus, Kugel-mühlen bei gut 10 %. Letztere werden fast ausschließlich für dieVermahlung von schlecht mahlbaren Brennstoffen eingesetzt.

Vertikalmühlen für die Kohlevermahlung in Zementwerkensind bisher mit Leistungen bis 50 t/h in Betrieb, wobei pro-blemlos mit dem Trend zu höheren Durchsätzen bei OfenlinienSchritt gehalten werden konnte. Wechselnden Brennstoffen mitverschiedenen Mahlbarkeiten und Feinheitsanforderungen

MPS BC Mühle bei ACC in Indien (GPAG)18 MPS BC mill at ACC in India (GPAG)

Comflex- Mahlanlage mit Rollenpresse (KHD Humboldt Wedag)19 Comflex grinding system with roller press (KHD Humboldt Wedag)



Product Review


[28]. A general aim for the near future is to improve the reli-

ability and availability of the bevel planetary gear units used forvertical mills, with an additional planetary gear stage or heli-cal gear stage for drive powers above 3600 kW. In addition tothe already established manufacturers Loesche, Gebr. Pfeiffer,FLSmidth and Polysius, other vendors – particularly companiesfrom China – are attempting to gain market shares. These com-panies sometimes copy mill designs of the established vendors oreven use their proprietary names. Among the leading Chinesesuppliers are the Hefei Cement Research & Design Institute(HCRDI) and the CNBM Group and their production firmHefei Zhong Ya. With the HRM4800 (Fig. 23), this companyhas one 450 tph mill in operation for raw material grinding andstates that a mill size for 750 tph is to follow shortly.

The list of other Chinese companies supplying vertical mills tothe cement industry includes the CNBM Group, the design in-stitutes TCDRI and CDI (both belonging to the Sinoma Groupand working in conjunction with the manufacturing companyCemTeck), CITIC Heavy Industries, Jiangsu Pengfei, SHMG/NHI, Zhengzhou Global HMG, CKM (Conch Kawasaki JointVenture) etc.. While Chinese technology for the raw materialand coal grinding sectors is already quite advanced, there hasbeen little development for clinker and slag grinding, whereonly a few references are available. The joint venture of KawasakiPlant Systems with the cement producer Anhui Conch showsthat the Japanese VRM technology is now being increasingly

marketed via joint venture partners or licensees. Some time

kann einigermaßen flexibel Rechnung getragen werden, weil

sich die Mahldrücke und teilweise die Mahltellergeschwindig-keiten meist vollautomatisch einstellen lassen.

3 Wichtige Mühlenentwicklungen3.1 VertikalmühlenBei der Rohmaterial- und Kohlevermahlung konnten Vertikal-mühlen ihre hohen Marktanteile von 89 –90 % halten und beider Klinkervermahlung auf fast 40 % hinzugewinnen. Bei einerZahl von 410 Vertikalmühlen, einschließlich der Schlackever-mahlung (Bild 21), hat die Zahl der unterschiedlichen Ausfüh-rungsformen zugenommen. Loesche hat erfolgreich das 2+2Prinzip auf größere Mühlen und das 3+3 Prinzip übertragen,wobei ein Trend zu kleineren Walzenmodulen mit mehr Mahl-

walzen feststellbar ist. Mit der Quadropol von Polysius und derOK-Mühle von FLSmidth kommen daneben verstärkt 4-Wal-zenmühlen zum Einsatz. Auf der anderen Seite existiert weiterder Trend zur Spezialisierung, was an der Atox-Mühle für dieRohmaterialvermahlung und der OK-Mühle für die Klinker-und Schlackevermahlung deutlich wird. Die FRM-Mühle vonFLSmidth ist dagegen ein Auslaufmodell. Ähnliches könnte beiPolysius mit der Dorol passieren, wenn die Quadropol zuneh-mend für die Klinker- und Schlackevermahlung eingesetzt wird.

Ein grundsätzlicher Anspruch besteht darin, Vertikalmühlenmöglichst wartungsarm und servicefreundlich zu machen [10].Andere Entwicklungen betreffen die Optimierung der An-

triebseinheiten wie bei derQuadropol (Bild 22) von Po-lysius [27], der ATOX-Müh-le oder Multidrive-Lösungenwie bei der MPS der Gebr.Pfeiffer [28]. Generell giltes in der nächsten Zeit, dieZuverlässigkeit und Verfüg-barkeit von Vertikalmühlen-Kegelrad-Planentengetrie-ben mit zusätzlicher Plane-tenstufe oder Stirnradstufeab Leistungsgrößen von

3600 KW weiter zu verbes-sern. Neben den bereits etab-lierten Herstellern Loesche,Gebr. Pfeiffer, FLSmidth undPolysius versuchen insbeson-

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Mill type* Without local Chinese market


Mühlentypen zur Kohlevermahlung (OneStone) [3]20 Types of mill for coal grinding (OneStone) [3] 21 Slag grinding plant with Loesche mill in Rouen, France (Loesche)

Schlackemahlanlage mit Loesche-Mühle in Rouen, Frankreich(Loesche)

22 Development of roller modules for the Quadropol (Polysius) Entwicklung der Walzenmodule für die Quadropol (Polysius)

23 Raw material mill HRM4800 inChina (HCRDI)

Rohmaterialmühle HRM4800in China (HCRDI)


http://slidepdf.com/reader/full/grinding-trends-in-the-cement-industrypdf 12/1357ZKG INTERNATIONAL No. 4-2010 www.zkg-online.info

earlier, Kawasaki had already grantedTechnip CLE a license for pregrinders.Onoda/Kobelco, Taiheiyo Engineer-ing and UBE Machinery had also al-ready followed this path with licensesgranted, for example, to FLSmidth,

Promac and WalchandNagar.

3.2 Roller pressesIn the case of roller presses, two world-wide trends are discernible.Whereas inChina the lack of alternatives and thewidespread use of ball mills for ce-ment grinding has limited roller press-es almost exclusively to combinationgrinding processes [29], the trend inthe rest of the world is towards single-stage grinding processes and the em-ployment of roller presses for finish

grinding. The increasing success in fin-ish grinding applications is primarilydue to improved plant concepts withstatic and dynamic separators and tolonger gr inding element lifetimes. Thisapplies to roller presses in raw material,clinker and slag grinding applications.Thanks to cast iron materials withbainite, new compounds and Ni-Hardsegments, the service lives of grind-ing elements has been increased toabove 25 000 hours, even for relativelyhigh grinding pressures in excess of

250 MPa. To date, there are only threeestablished vendors of roller presses:KHD Humboldt Wedag, Polysius andKoeppern. Although FLSmidth hasnot developed this market segment inrecent years, they now intend to re-sume roller press engineering. Theirmain reasons for doing so are the factsthat roller presses are gaining in signifi-cance not only for the cement indus-try but also for the minerals sector, and

that competition is becoming moreintense on the mill sales market. TheChinese companies CNBM, Sinoma(CemTeck), CITIC and particularlyChengdu Leejun have meanwhileentered the roller press market [30].The last-mentioned company has al-ready supplied more than 300 unitsin China alone. They have receivedabout 20 orders from customers out-side China. While these Chinesevendors are said to still have theirdeficits, particularly in respect of docu-

mentation and service, the establishedvendors all provide a good level of ser-vice and thus assure the reliability andavailability of their products.

dere Anbieter aus China Marktanteilezu gewinnen. Dabei werden teilwei-se Mühlenkonstruktionen der etab-lierten Anbieter kopiert oder derenMarkennamen benutzt. Zu den füh-renden chinesischen Lieferanten zählt

das Hefei Cement Research & DesignInstitute (HCRDI) bzw. die CNBMGroup und deren ProduktionsfirmaHefei Zhong Ya. Mit der HRM4800(Bild 23) hat man für die Rohmaterial-vermahlung eine Mühle für 450 t/h inBetrieb, Leistungsgrößen für 750 t/hsollen in Kürze folgen.

Die Liste der weiteren chinesischenFirmen mit Vertikalmühlen für dieZementindustrie umfasst neben derCNBM Group die Design-Institute

TCDRI und CDI (beide Sinoma Groupmit dem Fertigungsunternehmen CemtTeck), CITIC Heavy Industries, JiangsuPengfei, SHMG/NHI, ZhengzhouGlobal HMG, CKM (Conch Kawasaki

Joint Venture) u.a. Während die chine-sische Technologie für die Rohma-terial- und Kohlevermahlung bereitsfortgeschritten ist, sind die Klinker-und Schlackemühlen noch wenig ent-wickelt und nur wenige Referenzenvorhanden. Das Joint Venture vonKawasaki Plant Systems mit dem Ze-

mentproduzenten Anhui Conch zeigt,dass die japanische VRM- Technologienun zunehmend über Joint-VenturePartner bzw. Lizenznehmer vermarktetwird. Bereits früher hatte Kawasaki anTechnip CLE eine Lizenz für Pregrin-der gegeben. Diesen Weg waren auchbereits Onoda/Kobelco bzw. TaiheiyoEngineering und UBE Machinerymit Lizenzen z. B. an FLSmidth, Pro-mac und WalchandNagar gegangen.

3.2 Rollenpressen

Bei den Rollenpressen existieren zweiweltweite Trends. Während in Chi-na wegen fehlender Alternativen undder breiten Verwendung von Kugel-mühlen für die ZementvermahlungRollenpressen fast ausschließlich zurKombivermahlung eingesetzt wer-den [29], gibt es in den übrigen Weltden Trend zu einstufigen Mahlver-fahren und den Einsatz von Rollen-pressen zur Fertigvermahlung. Derzunehmende Erfolg bei der Fertig-vermahlung ist wohl in erster Linie

auf verbesserte Anlagenkonzepte mitstatischen und dynamischen Sich-tern und längeren Standzeiten derMahlelemente zurückzuführen. Diesbetrifft Rollenpressen für die Roh-



Product Review

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material-, Klinker- und Schlackevermahlung. Durch Gusseisen-Werkstoffe mit Bainite und neuartigen Compounds bzw. Ni-Hard-Segmenten ist es gelungen, die Standzeiten der Mahl-elemente auch für relativ hohe Mahldrucke von über 250 MPa für die Klinkervermahlung auf über 25 000 h zu erhöhen.

Bisher existieren mit der KHD Humboldt Wedag, Polysius undKoeppern nur 3 etablierte Anbieter für Rollenpressen. FLS-midth hatte das Marktsegment in den letzten Jahren nicht wei-terentwickelt, jetzt will man Rollenpressen aber wieder forcie-ren. Wichtige Gründe dafür sind, dass Rollenpressen neben derZementindustrie einen wachsenden Absatz im Bereich „Mine-rals“ finden und dass der Mühlenwettbewerb zunehmend in-tensiver wird. Von chinesischer Seite drängen CNBM, Sinoma(CemTeck), CITIC und insbesondere Chengdu Leejun in denMarkt [30]. Letzteres Unternehmen hat allein in China bishermehr als 300 Einheiten geliefert. Circa 20 Aufträge betreffenKunden außerhalb Chinas. Während den chinesischen Mühlen-Lieferanten noch überwiegend Defizite in der Dokumentation

und im Service nachgesagt werden, liefern etablierte Liefe-ranten einen vergleichbar guten Service und somit eine hoheZuverlässigkeit und Verfügbarkeit ihrer Anlagen.

4 AusblickIn der Zementindustrie kommt auf die Mühlen-Lieferantenein zunehmender Wettbewerbsdruck zu. Dies liegt zum einenan der Fülle von ausgereiften Maschinenlösungen und zum an-deren an neue aufkommende Wettbewerber insbesondere ausChina. Die etablierten Mühlenhersteller versuchen dabei durchunterschiedlichste Innovationen ihre technologischen Wettbe-werbsvorteile zu erhalten. Dazu zählen verbesserte Antriebs-konzepte, Modulkonzepte der Mahleinheiten, verbesserter

Verschleißschutz, einfachere Wartungsmöglichkeiten und einQualitätsservice. Chinesischen Lieferanten geht es insbesonderedarum, weitere Referenzen auf dem Markt außerhalb von Chi-na zu gewinnen. Vollständig neue Mühlenkonzepte haben estrotz großer Vorteile schwer, sich im Markt zu etablieren. Dieswurde bei der Horomill deutlich und könnte auch die BETA-Mühle treffen. Insgesamt kann davon ausgegangen werden, dasseinstufige Mahlverfahren mit Vertikalmühle oder Rollerpresseihre Marktanteile gegenüber Kugelmühlen ausbauen.

4 ProspectsVendors of mills are now facing increasingly stiff competitionin the cement industry. This is due firstly to the large num-ber of technically mature plant solutions and secondly to thenew competitors entering the market, especially from China.The established mill manufacturers are trying to maintain their

technological competitive advantage by introducing variousinnovations. These include improved drive concepts, modularconfiguration of the grinding units, better wear protection,simpler maintenance and high-quality service. Chinese vendorsare keen to obtain further reference installations outside China.Manufacturers find it difficult to establish totally new mill con-cepts on the market, even if they offer significant benefits. Thiswas demonstrated by the introduction of the Horomill, and theBETA mill could suffer the same fate. All in all, it may be pre-sumed that single-stage grinding processes with vertical millsor roller presses will continue to expand their market shares atthe cost of ball mills.

grinding trends in the cement industry.pdf

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