<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sintermagnesia, Sinterdolomit, Sinterkalk oder deren Mischungen aus Ausgangsmaterialien, aus welchen diese Stoffe durch Sintern gebildet werden, sowie eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
Die Ausgangsmaterialien bzw. Rohstoffe für die Herstellung von Sintermagnesia, Sinterdolomit und Sinterkalk liegen häufig in mehr oder minder feinverteiltem Zustand vor. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Rohstoffe, wie Rohmagnesit oder Dolomit, durch ein Aufbereitungsverfahren gereinigt bzw. konzentriert oder, wie synthetische Magnesiumhydroxyd oder-carbonat, aus Lösungen durch Fällung gewonnen werden. Aus wirtschaftlichen und betriebstechnischen Gründen ist es praktisch nicht möglich, die in Betracht kommenden Roh- stoffe in Form von feinen Pulvern oder von Nassschlamm in den Sinterbrennofen, der gewöhnlich ein Drehofen ist, aufzugeben, da bei dieser Aufgabeform Sinterprodukte von unzureichender Dichte erhalten werden und ferner dieStaubverluste untragbar hoch werden.
Man ist daher gezwungen, das Rohmaterial für die Herstellung von Sintermagnesia, Sinterdolomit oder Sinterkalk vor dem Sinterbrand unter Zusatz von Bindemitteln zu granulieren oder zu brikettieren, wobei der Brikettierung zumeist der Vorzug gegeben wird. Wenn, wie dies häufig der Fall ist, Briketts mit einer Bildung auf der Basis von Magnesiazement eingesetzt werden, ist es zweckmässig, sie vor dem Sinterbrand einem Härtungsvorgang bei erhöhter Temperatur zu unterwerfen. Beim Sinterbrand in einem Drehofen unterliegen die Briketts aber, auch wenn sie gehärtet wurden, infolge der Umwälzung des Ofens einem verhältnismässig hohen Abrieb, u. zw. vor allem in dem Temperaturbereich zwischen dem Aufhören bzw. der Zerstörung derBrikettbindung und dem Einsetzen der sich erst bei höheren Temperaturen ausbildenden keramischen Bindung.
Dadurch treten selbst bei Verwendung von Briketts immer noch beträchtliche Staubverluste und ferner hohe Anteile an feineren Körnungen von unter etwa 0, 3 mm im Sintermaterial auf.
Diese anfallenden höherenFeinkornanteile sind nachteilig, weil grössere Mengen Feinkorn bei der nachfolgenden Herstellung von feuerfesten Steinen aus Sintermagnesia, Sinterdolomit, Sinterkalk oder anderen Mischungen nur schwer oder überhaupt nicht untergebracht werden können.
Die Erfindung zielt nur darauf ab, ein Verfahren zur Herstellung von Sintermaterialien der angeführten Art zu schaffen, bei welchem die den bisher bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile vermieden werden. Es wurde gefunden, dass dies dann gelingt, wenn aus den Ausgangsmaterialien gebildete Formlinge einer bestimmten Temperaturbehandlung unterworfen werden.
Demnach betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Sintermagnesia, Sinterdolomit, Sinterkalk oder deren Mischungen aus Ausgangsmaterialien, aus welchen diese Stoffe durch Sintern gebildet werden, wobei die Ausgangsmaterialien unter Zusatz von Bindemitteln zur Formlingen, insbesondere Briketts oder Granalien, verformt und diese in einer ersten Erhitzungsstufe bei einer Temperatur unter der Sintertemperatur erhitzt und in einer zweiten Erhitzungsstufe gesintert werden, und dieses Verfahren besteht in seinem Wesen darin, dass die Formlinge in der ersten Erhitzungsstufe auf eine knapp unter der Zersetzungstemperatur ihrer Bindung liegende Temperatur erhitzt und dann in der zweiten Erhitzungsstufe schockartig der Einwirkung der Sintertemperatur ausgesetzt werden.
In der ersten Erhitzungsstufe werden die Formlinge auf eine Temperatur erhitzt, die zweckmässig 20 bis 100 C, vorzugsweise 20 bis 50oC, unter der Zersetzungstemperatur derBindungliegt. BeiAnwendung einer Bindung vonMagnesiasulfatzement werden die Formlinge in der ersten Stufe auf etwa 800 bis 900oC, vorzugsweise etwa 850 C, erhitzt.
Beim Verfahren gemäss der Erfindung werden die Formlinge somit möglichst schnell von einer erhöhten Temperatur auf eine Temperatur erhitzt, bei der sich an ihren Aussenflächen eine keramischgebundenebrennhaut bildet, welche sie vor einem weiteren Abrieb schützt. Zu diesem Zweck werden die Formlinge zunächst in der ersten Erhitzungsstufe, die in einem Vorbrandofen durchgeführt wird, auf eine Temperatur knapp unter der Zersetzungstemperatur ihrer Bindung gebracht und dann sofort in den für denSinterbrand dienenden Ofen eingeführt, in dem allseitig die Sintertemperatur, vorzugsweise eine Temperatur von mindestens 1700 C, vorliegt. Bei dieser Temperatur entsteht dabei in wenigen Minuten auf der Oberfläche der Formlinge eine Brennhaut bzw. Sinterhaut, die genügend fest ist, um einen weiteren Abrieb zu verhindern.
Es ist hier festzuhalten, dass bereits ein Verfahren zum Brennen und Sintern von feuerfesten Massen, wie Magnesit, Dolomit oder ähnlichen Stoffen, deren zur Herabsetzung der Sintertemperatur Flussmittel zugefügt werden, bekannt ist, wobei die Massen zuerst in die Form von körnigem Granulat, Briketts oder sonstigen groben Stücken gebracht, dann mit einem Sintermittel überzogen und zur Bildung eines festen Schutzüberzuges vorgeglüht und darauf zum Sintern in den Fertigbrennofen gegeben werden. Bei diesem Verfahren werden die Formlinge aus denAusgangsmaterialien in der ersten Erhitzungsstufe nicht auf eine knapp unter der Zersetzungstemperatur ihrer Bindung liegende Temperatur erhitzt und sie werden dann auch nicht schockartig der Einwirkung der Sintertemperatur ausgesetzt.
Gleiches gilt für ähnliche Verfahren, bei welchen in der zweiten Er- hitzungsstufe in raschem Temperaturanstieg zum Sintern erhitzt wird. Es kann in diesem Zusammenhang ein Verfahren zur Herstellung sehr dichter, feuerfester, basischer Formkörper aus karbonatischen Rohstoffen durch Verdichten und anschliessendes Brennen erwähnt werden, wobei die karbonatischen Ausgangsstoffe feingemahlen und gegebenenfalls unter Zusatz vonBindemitteln isostatisch unter einem Druck von wenigstens 500 kg/cm2 verdichtet, anschliessend gebrannt und bei Temperaturen von mindestens 15000C gesintert werden.
Auch bei diesem Verfahren werden die Formlinge jedoch nicht schockartig der Einwirkung der Sintertemperatur ausgesetzt
<Desc/Clms Page number 2>
werden, denn beim Erhitzen der Formkörper auf die Sintertemperatur beträgt die Temperatursteigerung höchstens 25 C/min.
Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung besteht im wesentlichen aus einem Vorbrandofen für die Durchführung der erstenErhitzungsstufe und einem Sinterofen für die Durchführung der zweiten Erhitzungsstufe und ist dadurch gekennzeichnet, dass derSinterofen ein von beidenSeiten beheizbarer Trommelofen ist.
Eine solche Anlage ist in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt.
Die Anlage weist einen als Drehrohrofen dargestellten Vorbrandofen --1-- auf, in welchem die am Auf- gabeende--i'--eingebrachten Formlinge auf eine Temperatur erhitzt werden, die knapp unter der Zersetzungstemperatur ihrer Bindung liegt. Dieser Ofen könnte auch als Kausterofen bezeichnet werden, da in ihm das Material kaustisch gebrannt wird. Der Ofen--1--ist an seinem Austragende-- !"-- mit einem Brenner - S-ausgestattet. Aus dem Ofen --1-- gelangt das vorgebrannte Material über eine Siebeinrichtung --3--, die zweckmässig in einem abgeschlossenen Raum --4-- angeordnet ist, in den Sinterofen --5--.
Zweckmässig ist in dem Raum --4-- auch eine Regeleinrichtung zurSteuerung der Temperatur des Brenners --2-- vorgesehen.
EMI2.1
--3-- durchfallendesKühltrommel--13--, aus der es dann am Austragende --14-- abgezogen wird.
Die Länge des Sinterofens-5-soll etwa nur ein Viertel bis ein Drittel der Länge des Vorbrandofens --1-- betragen, damit einerseits im Vorbrandofen ein langsames und schonendes Aufheizen der Formlinge, anderseits jedoch im Sinterofen die Behandlung schockartig, aber dennoch gleichmässig, erfolgen kann. Der Durchmesser des Sinterofens --5-- soll zwei bis drei Mal so gross sein wie der des Vorbrandofens --1--, um die Verweilzeit im Sinterofen auf einem günstigen Wert halten zu können. DerVorbrandhofen--1--kann auch von einemSchwebegasofen gebildet sein.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.
B Beispiel 1 : Als Ausgangsmaterial wurde ein durch Flotation aufbereiteter Rohmagnesit mit einer Korngrösse von unter 0, 2 mm verwendet. 90 Gel. do dieses Rohmagnesits wurden mit 10 Gew.-o Flugstaub, wie er beim Brennen von Magnesit im Drehofen anfällt, und mit 1, 2 Gew... P/o einer Lösung von Magnesiumsulfat von 29 Be gut vemnischt und die Mischung wurde zu Briketts verpresst. Diese Briketts hatten somit eine Bindung aus Magnesiasulfatzement, die bis zu einer Temperatur von etwa 9000C erhalten bleibt, bei höheren Temperaturen aber rasch zerstört wird. Die Briketts wurden auf einem Härterost bei etwa 3000C gehärtet und dann zwecks Nachhärtung noch etwa 60 min gelagert.
Die gehärteten Briketts wurden nun a) entsprechend dem üblichen Verfahren am kalten Ende eines 100 m langen Drehofens aufgegeben, wobei sie allmählich in immer heissere Zonen gelangten und schliesslich bei 17000C gesintert wurden, worauf sie aus dem Ofen ausgebracht und gekühlt wurden: b) gemäss der Erfindung zunächst in einem Vorbrandofen auf 8000C erhitzt und dann sofort in einen angeschlossenen Drehtrommelofen eingebracht, der sich auf einer Temperatur von 17000C befand, so dass die Briketts schockartig dieser Temperatur ausgesetzt wurden. Am Ende dieses Ofens wurden die Briketts ausgebracht und gekühlt.
Die Ergebnisse waren wie folgt :
EMI2.2
<tb>
<tb> KRG <SEP> des <SEP> Staubver-Anteil <SEP> von <SEP> unSinters <SEP> lust <SEP> ter <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> mm <SEP> im
<tb> g/cm3 <SEP> Sintermaterial
<tb> a) <SEP> übliches <SEP> Verfahren <SEP> 3, <SEP> 31 <SEP> 18, <SEP> 5% <SEP> 26'% <SEP>
<tb> b) <SEP> Verfahren <SEP> gemäss <SEP> 3,32 <SEP> 9,6% <SEP> 7,5%
<tb> der <SEP> Erfindung
<tb>
Aus diesen Ergebnissen ist zu ersehen, dass das Kornraumgewicht (KRG) beim üblichen Verfahren und beim Verfahren gemäss der Erfindung praktisch gleich ist, dass hingegen beim Verfahren gemäss der Erfindung der Staubverlust und der Anteil an Korn von unter 0, 3 mm im Sintermaterial erheblich geringer sind. Beide dieser Daten stellen erhebliche Vorteile dar.
Eine Menge von 7. 55o Korn von unter 0, 3 mm kann in einem hauptsächlich derErzeugungvonfeuerfestenSteinendienendenBetrieb ohne weiteres verwertet werden, wogegen eine Men-
<Desc/Clms Page number 3>
ge von 26eft eines solchen Korns, wenn tiberhaupt, nur mit grössten Schwierigkeiten einer Verwertung zugeführt werden könnte.
Die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn an Stelle des Rohmagnesits eine aus diesem durch Erhitzen auf 500 und 7000C gewonnene kaustische Magnesia verwendet wurde. Ebenso blieben mit Schwefelsäure, Salzsäure, Magnesiumchlorid und Sulfitablauge als Bindemittel die Ergebnisse bei Rohmagnesit und kaustischer Magnesia praktisch gleich, im Falle vonMagnesiumhydroxyd war der Staubverlust etwas höher.
Beispiel 2 : Als AusgangsmaterialwurdeeinRohdolomit mit einerKorngrösse von unter 0, 2 mm verwen-
EMI3.1
Magnesitflugstaubin Beispiel 1 angegebene Weise gehärtet und nachgehärtet und dann auf die dort in a) und b) angeführte Weise gesintert. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten :
EMI3.2
<tb>
<tb> KRG <SEP> des <SEP> Staubver-Anteil <SEP> von <SEP> unSinters <SEP> lust <SEP> ter <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> mm <SEP> im <SEP>
<tb> g/cm3 <SEP> Sinter
<tb> a) <SEP> übliches <SEP> Verfahren <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> 20, <SEP> 10/0 <SEP> 27 <SEP> %
<tb> b) <SEP> Verfahren <SEP> gemäss <SEP> 3, <SEP> 16 <SEP> 11, <SEP> 20/0 <SEP> 8, <SEP> 50/0 <SEP>
<tb> der <SEP> Erfindung
<tb>
Beispiel 3 :
Als Ausgangsmaterial wurde Kalkstein einer Korngrösse von unter 0, 2 mm verwendet. 93
EMI3.3
auf die in Beispiel 1 angegebene Weise weiterbehandelt und gesintert. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten :
EMI3.4
<tb>
<tb> KRG <SEP> des <SEP> Staubver-Anteil <SEP> von <SEP> unSinters <SEP> lust <SEP> ter <SEP> 0,3mm <SEP> im <SEP>
<tb> g/cm3 <SEP> Sinter
<tb> a) <SEP> übliches <SEP> Verfahren <SEP> 2, <SEP> 87 <SEP> 19, <SEP> 6% <SEP> 24 <SEP> 0/0
<tb> b) <SEP> Verfahren <SEP> gemäss <SEP> 2, <SEP> 88 <SEP> 10, <SEP> 20/0 <SEP> 7, <SEP> 20/0 <SEP>
<tb> der <SEP> Erfindung
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur Herstellung von Sintermagnesia, Sinterdolomit, Sinterkalk oder deren Mischungen aus Ausgangsmaterialien, aus welchen diese Stoffe durch Sintern gebildet werden, wobei die Ausgangsmaterialien unter Zusatz von Bindemitteln zu Formlingen, insbesondere Briketts oder Granalien, verformt und diese in einer ersten Erhitzungsstufe bei einer Temperatur unter der Sintertemperatur erhitzt und in einer zweiten Erhitzungsstufe gesintert werden, da gekennzeichnet dass die Formlinge in der ersten Erhitzungsstufe auf eine knapp unter der Zersetzungstemperatur ihrer Bindung liegende Temperatur erhitzt und dann in der zweiten Erhitzungsstufe schockartig der Einwirkung der Sintertemperatur ausgesetzt werden.