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Verfahren zur Herstellung von Zement.
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die Beschickung schon vorgewärmt oder vorgebrannt, oder es wurde die Wärme zur Aufheizung der Verbrennungsluft verwendet. Diese Arbeitsweisen bedeuten jedoch keine restlose Lösung des Problems der Erniedrigung des Wärmeverbrauches. Günstiger stellt sich die Wärmewirtschaft der Portland-oder Tonerdezementherstellung bei Verwendung von feststehenden oder wandernden Rosten, auf denen die aus einer Mischung von Rohstoffen und Brennstoff bestehende Beschickung zunächst gezündet und dann durch Hindurchsaugen oder Hindurchdrückell von Luft gesintert wurde. Es war indessen schwierig, die Erhitzung auf dem Verblaserost so auszuführen, dass ein gleichmässiges und gut gebranntes Erzeugnis gewonnen werden konnte.
Diese Schwierigkeiten lassen sich dadurch beheben, dass das Brennen auf dem Verblaserost wiederholt wird, d. Ii. das in einem ersten Brennverfahren gewonnene Gut wird auf eine geeignete Korngrösse zerkleinert, mit Brennstoff gemischt und erneut auf dem Verblaserost behandelt. Man kann zu einem hochwertigen Erzeugnis auch dadurch gelangen, dass der aus den Rohstoffen und Brennstoff bestehenden
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Verblaserost verbrennt nämlich der Brennstoff innerhalb der Beschickung.
Dabei ist die Zone, innerhalb der der Brennstoff verbrennt und die Sinterung der Ausgangsstoffe zu Zement erfolgt, immer nur ein Bruchteil der gesamten Beschickungshöhe. Diese Zone wandert allmählich, u. zw. in dem Masse, wie der Brennstoff aus den an der gezündeten Oberfläche liegenden Schichten fortschreitend aufgezehrt wird, von der gezündeten Oberfläche der Beschickung nach der gegenüberliegenden Oberfläche, aus der die durch die Beschickung geführten, z. B. gesagten Gase austreten. Durch diese Gase werden die unterhalb der Brennzone liegenden Teile der Beschickung gut vorgewärmt, und es geben die Verbrennungsgase ihre Wärme weitgehend zur Vorwärmung der Beschickung ab.
So kommt es, dass die Verbrennungsgase zu Anfang des Verblasens mit etwa 40-600 aus der Beschickung austreten und erst gegen Ende des Verblasens eine höhere Temperatur annehmen, die indessen meist nicht über etwa 200'C steigt, ins- besondere, wenn beim Saugzugverblasen der Verblaserost mit einem Belag von kleinstückigen fertiggebranntem Klinker bedeckt ist (Rostbelag), der zum Schutz des Rostes vor zu hoher Erhitzung dient. Nur ein Bruchteil der Abgase hat demnach eine Temperatur um 200 C. Die darin enthaltene Wärme kann gegebenenfalls noch ausgenutzt werden, z. B. für die Vorwärmung der Verbrennungsluft für den Zündofen oder zum Vorwärmen der Charge oder für andere Zwecke.
Die bereits fertiggebrannte Klinkersehieht, die schon kurze Zeit nach der Zündung unter der gezündeten Oberfläche der Beschickung entsteht und deren Stärke allmählich zunimmt, dient im weiteren Verlauf des Verfahrens zur Vorwärmung der Verbrennungsluft, so dass diese schon kurze Zeit nach erfolgter
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kaum 1000 Überschreitet, so dass praktisch die ganze, durch den Brennstoff erzeugte Wärme im Brennprozess selbst aufgebraucht wird. Ferner treten bei dem Zementbrennen auf dem Verblaserost diejenigen Wärmeverluste nicht auf, die bei den bekannten Verfahren durch Erhitzung des Ofenmauerwerks u. dgl. bedingt sind.
Hiedurch erklärt sich unter anderm auch, dass der Wärmeverbrauch beim Zementbrennen auf dem Verblaserost sehr niedrig wird. Z. B. ist es gelungen, Portlandzement aus schlammförmigen Ausgangsstoffen mit einem Wärmeaufwand von 1000-1200 Kalorien für 17eg Klinker zu erzeugen. Man kann also mit 14-20 % Brennstoff-bezogen auf Klinker-auskommen, während man z. B. bei einem Dick- schlamm verarbeitenden Drehofen mit einem Brennstoffverbrauch von mindestens 25 % und mehr zu rechnen hat. Für die Herstellung von Tonerdezement werden beispielsweise nicht mehr als 800 Kalorien
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Brennstoff zu verwenden, vielmehr lassen sich mit gutem Erfolg auch minderwertige, aschenreiche Brennstoffe, z.
B. auch bituminöse Schiefer u. dgl., benutzen. Der Aschegehalt dieser Brennstoffe ist selbstverständlich bei der Zusammensetzung des Rohmehls zu berücksichtigen.
Bei den Verblaseverfahren können indessen noch Schwierigkeiten durch Entmischung der Beschickung auf dem Rost und durch Winddurchbrüche auftreten. Indessen ist es möglich, diese Schwierigkeiten in allen Fällen zu beseitigen und zu einem besonders hochwertigen Erzeugnis zu gelangen dadurch, dass die Beschickung nach besonderen Gesichtspunkten zusammengesetzt und für das Verblaseverfahren vorbereitet wird. Es wurde nämlich gefunden, dass das Verblasen am gleichmässigsten verläuft und ein sehr hochwertiges Erzeugnis liefert, wenn die Beschickung auf einem Teil feine Ausgangsstoffe, das sind die für die Portland-oder Tonerdezementherstellung verwendeten feingemahlenen Rohstoffe, 0'8 -2'5 Teile Rückgut enthält.
Zweckmässig wird ausserdem dafür Sorge getragen, dass das fertige Gemisch (den erforderlichen Brennstoff eingerechnet) unter 20 %, z. B. 10-15 % Feuchtigkeit enthält. Stellt man die Mischung der Beschickung für den Verblaserost in dieser Weise her, so nimmt sie einen körnigen oder krümeligen Zustand an, der einen besonders gleichmässigen Durchgang der Verblaseluft durch die Beschickung gewährleistet. Durch den zweckmässigsten Feuchtigkeitsgehalt wird ausserdem vermieden, dass die durch die Mischung erzeugten Körner und Krümel während des Verblasens zerfallen.
Auch auf die Art der Herstellung des Gemisches kommt es an. Die Körnung der Mischung aus
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wenn die Ausgangsstoffe oder mindestens ein Teil derselben in Schlammform der Mischung beigegeben werden (das Gemisch kann aber auch auf andere Art hergestellt, das Ausgangsgut z. B. als trockenes Rohmehl in die Mischung eingeführt werden).
Der schlammförmige Zustand der Ausgangstoffe kann auf verschiedene Weise herbeigeführt werden, z. B. lässt sich der in bekannter Weise hergestellte Dünnschlamm oder Diekschlamm ohne weiteres verwenden. Auch nach dem Halbnassverfahren gewonnene Ausgangstoffe sind verwendbar. Man kann aber auch die Rohstoffe durch Trockenmahlen vorbereiten und das Rohmehl mit Wasser oder wässrigen Lösungen in Schlamm überführen.
Zweckmässig ist es, mit den sehlammförmigen Ausgangstoffen schon die ganze erforderliche Flüssigkeit oder mindestens einen grossen Teil derselben in die Mischung einzubringen.
Wird z. B. ein Dickschlamm mit 36 % Wasser verwendet, der auf 156 Teile Sehlamm etwa 100 Teile trockene Substanz enthält, so kann sich die Aufgabemischung für den Saugrost beispielsweise wie folgt
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ist es z. B. möglich, für die Portlandzementherstellung nach dem Verfahren gemäss der Erfindung den Ton in Schlammform, den Kalkstaub und das Rückgut trocken zu verwenden oder umgekehrt.
Das Rüekgut wird zweckmässig in Körnungen unter etwa 10 mm verwendet, z. B. in einer Körnung
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der Beschickung auswirkt.
Die Zugabe des Brennstoffes zu der Mischung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Man kann den Brennstoff z. B. der fertigen Mischung zusetzen, so dass er in der Beschickung des Verblaserostes in der Hauptsache zwischen den einzelnen Körnchen oder Krümeln der Mischung liegt. Es ist aber auch möglich, ihn während der Mischung beizufügen oder dem Schlamm oder dem Rückgut vor der Mischung zuzusetzen. Besonders in den beiden letzten Fällen gelangt er dann in die einzelnen Körnchen oder Krümcl, aus denen die Beschickung besteht. Er liegt ziemlich gleichmässig verteilt in den Schichten, die die Oberfläche der einzelnen Körner oder Krümel bilden, so dass die Wärmeübertragung von dem verbrennenden Brennstoff auf das zu brennende Gut sehr vorteilhaft wird.
Zweckmässig kann es in manchen Fällen sein, zwei oder mehrere Schichten auf den Verblaserost aufzubringen, wobei eine jede Schicht Ausgangsstoffe, Rüekgut und Brennstoff in verschiedenen Mengen und Gewichtsverhältnissen enthält. Da z. B. beim Saugzugverfahren die unteren Schichten der Be-
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schickung besser vorgewärmt werden, können sie weniger Brennstoff oder Rückgut enthalten, und es ist auf diese Weise möglich, noch etwas an Brennstoff zu sparen.
Die Höhe der Beschickung auf dem Rost soll nicht zu hoch gewählt werden. Es empfiehlt sich, sie unter 40 cm zu halten. Die besten Ergebnisse in bezug auf Hochwertigkeit des Erzeugnisses und
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der Druck bzw. Unterdruck, mit dem die Verbrennungsluft durch die Beschickung gefuhrt wird, spielt eine gewisse Rolle. Es empfiehlt sich, beim Saugzugverblasen den Unterdruck in den unter dem Rost liegenden Saugkästen nicht höher als unter 120 cm Wassersäule zu wählen.
Eine für das Verfahren gemäss der Erfindung geeignete Einrichtung ist beispielsweise in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Die Behälter 1, 2 und J dienen zur getrennten Aufnahme von Brennstoff, Dickschlamm und Rückgut.
Diese Stoffe werden aus den drei Behältern in dem erfindungsgemäss vorgeschriebenen Gewichtsverhältnis einer Mischvorriehtung 4 zugeführt. Aus dieser gelangt die fertige Mischung in den Aufgabebunker 5 des Wanderrostes 6. Aus dem Bunker 15 wird zunächst auf den Wanderrost, der in Falle der Zeichnung nach
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aus gebrochenem Klinker, aufgebracht. Darauf wird aus dem Bunker 5 die Mischung in der jeweils geeigneten Höhe aufgegeben. Die Beschickung wandert unter dem Zündofen 7 hinweg und wird dort an ihrer Oberfläche gezündet. Gleichzeitig wird mittels des Gebläses 8 Luft durch die Beschickung gesaugt.
Die Verbrennungsgase, die aus der Beschickung austreten, strömen aus den Saugkästen 10 durch die Leitung 9 und das Gebläse 8 zur Esse 16. Der Wanderrost bewegt sieh mit einer Geschwindigkeit, dass der
Brennvorgang jeweils bis zum Rost vorgeschritten und beendet ist, wenn die einzelnen Rosteinheiten sich über die Hinterkante 10 a des Saugkastens bzw. des letzten Saugkastens hinweg bewegen. Am Ende des Wanderrostes wird das Sintergut abgeworfen. Es fällt von dem Wanderrost auf den Brecher 17,
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etwa zwischen 6-10 und 20-25 und die dritte etwa über 20-25 mm liegt. Die Kornklassen unter etwa 6-11 mm werden bei 14 ausgetragen und als Rückgut verwendet. Die Korngrössen zwischen etwa 6-10
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Stapelplatz oder in die Mahlanlage und wird auf Zement verarbeitet.
Bei der erfindungsgemässen Anlage fallen im Vergleich zu einer Drehrohrofenanlage Kohlenstaub- mühle, Kühltrommel, Abgasverwertungsvorrichtung u. dgl. fort. Der Betrieb kann beliebig unterbrochen werden. Z. B. ist es möglich, nur während einer Schicht am Tage zu arbeiten. Als Brennstoff kann jeder Abfallbrennstoff, z. B. Abfallkoksgrus Verwendung finden. Der Brennstoff braucht nicht gemahlen zu
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Klinker (sowohl Portland-als auch Tonerdezementklinker) lassen sieh leicht brechen.
Reparaturen, die einer Neuausmauerung eines Zementdrehrohrofens entsprechen würden, fallen vollkommen fort und somit auch die dadurch bedingten Betriebsstillstände. Die Betriebsübersicht insbesondere beim Saugzugsinterverfahren ist nunmehr sehr einfach. Die Anlagekosten sind bedeutend niedriger als die einer entsprechenden Drehrohrofenanlage. Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung ist es fernerhin möglich, die Zementrohstoffe auf eine niedrige Sinter-und Schmelztemperatur einzustellen oder solche Zemente zu sintern, deren Schmelzpunkte verhältnismässig niedrig sind, wie z. B. bei eisenoxydreichen Zementen aller Art z, B. Kühlzement oder Eisentonerdezement. Beim Drehrohrofen war dies nur in beschränktem Masse möglich wegen der Gefahr der Ansatzbildung.
Das Verfahren gemäss Erfindung wird nach den gleichen, vorstehend dargelegten Gesichtspunkten ausgeführt, einerlei, ob Portlandzement aller Art, z. B. auch weisser Portlandzement oder Tonerdezement oder andere Sonderzemente hergestellt werden sollen. Für alle Zementsorten lässt sich der gleiche Ofen, vorzugsweise der Saugrost, verwenden. Die Basis der Zementrohstoffe kann, was die Kalkseite anbetrifft, dabei auf Gips oder (und) Kalk und Hochofenschlacke und (oder) Mergel beruhen, und es können als tonerde-und eisenoxydhaltige Komponenten entweder Ton oder Hochofenschlacke oder Bauxit oder Asche oder Eisenerze u. dgl. oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Stoffe verwendet werden.
Unterschiede zwischen der Portland-und Tonerdezement-und Sonderzementherstellung gemäss der Erfindung bestehen lediglich im Brennstoffaufwand und in dem Mischungsverhältnis derAusgangsstoffe mit dem Rückgut, welche natürlich der jeweiligen Natur der Ausgangsstoffe angepasst werden müssen.
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