CH414435A - Process for the production of white cement clinker - Google Patents

Process for the production of white cement clinker

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CH414435A
CH414435A CH6814959A CH6814959A CH414435A CH 414435 A CH414435 A CH 414435A CH 6814959 A CH6814959 A CH 6814959A CH 6814959 A CH6814959 A CH 6814959A CH 414435 A CH414435 A CH 414435A
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reducing
granules
zone
cooling
layer
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Application number
CH6814959A
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Horst Dr Pajenkamp
Alfred Dr Russ
Strassen Heinrich Dr Zur
Kurt Dr Meyer
Hans Dr Rausch
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Dyckerhoff Zementwerke Ag
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Description

  

      Verfahren    zur Herstellung von     Weisszementklinker       Es ist bekannt, helle Zemente durch Brennen von  Rohmehlen, die möglichst wenig färbende Bestand  teile wie Fe und Mn enthalten, in reduzierender  Atmosphäre herzustellen. Weiter ist bekannt, dass  ein möglichst weitgehendes Fernhalten von Sauer  stoff bei der anschliessenden Kühlung der fertig  gebrannten Klinker sich ebenfalls auf den Weiss  gehalt günstig auswirkt. Ebenso ist bekannt, den  reduzierend gebrannten heissen Klinker vor der Küh  lung mit einem reduzierend wirkenden Gas zu be  handeln und anschliessend die Kühlung in reduzieren  der Atmosphäre vorzunehmen.

   Auch ist bekannt,  den     weissglühenden    Klinker durch rasches     Abschrek-          ken,    beispielsweise durch Eintrag in Wasser, zu  kühlen, wodurch eine weitere Aufhellung erzielt wird.  Alle diese bekannten Verfahren konnten nur im       Drehrohrofen    durchgeführt werden, weil alle anderen  Brennapparate, wie Schachtofen und     Sinterband,     nicht die Aufrechterhaltung einer reduzierenden oder  neutralen Atmosphäre ermöglichten und     zum    Teil  auch vom Zusatz fester Brennstoffe abhängig sind,  deren Aschenanteile zusätzliche färbende Bestand  teile in den Klinker einbringen.  



  Ein neuerer bekannt gewordener Vorschlag sieht  vor, die fertiggebrannten     Weisszementklinker    längere  Zeit reduzierend weiter zu behandeln, bevor sie auf  900  C abgekühlt sind und darauf eine längere Ab  kühlung auf mindestens 700  in reduzierender oder       inerter    Atmosphäre vorzunehmen sowie den auf eine  Höchsttemperatur von 700  C abgekühlten Klinker  anschliessend auf andere Weise fertig zu kühlen.  



  Es hat sich nun gezeigt, dass sowohl die gleich  mässige     Garbrennung    als auch der Weissgehalt des  Fertigproduktes bei diesem letztgenannten Verfahren  erheblich verbessert werden können, wenn die einzel  nen Stadien des Prozesses -     Vorheizung,    Sintern =         Garbrennen,    Nachbehandlung in reduzierender At  mosphäre,     Zwischenkühlung    und Fertigkühlung   voneinander möglichst scharf getrennt und in jeder  einzelnen Stufe die Arbeitsbedingungen, vor allem  die Temperatur und der     Reduktions-    bzw. Oxy  dationsgrad der Atmosphäre, exakt messend kon  trolliert und in möglichst engen Grenzen definiert  eingestellt werden.  



  Eine solche Trennung der     einzelnen    Arbeitszonen  sowie die Aufrechterhaltung definierter Bedingungen  in diesen     lässt    sich jedoch mit den bisher für die       Weissklinkerherstellung    verwendeten Vorrichtungen  nicht einhalten. Weder im Drehrohr- noch im  Schachtofen können die einzelnen Zonen scharf von  einander getrennt werden.  



  Die Erfindung beruht auf der überraschenden  Erkenntnis, dass es möglich ist,     alle    einzelnen Stadien  des Prozesses auf dem an sich bekannten     Sinterband     durchzuführen. Im Gegensatz zu den üblichen Sinter  bändern, die bekanntlich mit einem     Luftüberschuss     von etwa 300-500 % arbeiten, ermöglichen es näm  lich neuere, nicht zum     bekannten    Stand der     Technik     gehörende Vorschläge,

   in beliebigen einzelnen Be  reichen des     gasbeheizten        Sinterbandes    streng defi  nierte Arbeitsbedingungen einzustellen und insbeson  dere den     Reduktions-        bzw.    Oxydationsgrad der Gas  atmosphären in jedem Abschnitt innerhalb enger  Grenzen konstant zu halten.  



  Dementsprechend     betrifft    die vorliegende Erfin  dung ein Verfahren zur Herstellung von     Weisszement-          klinker    durch Vorwärmen, reduzierendes Sintern,  Nachbehandlung des fertig gesinterten     Klinkers    au  sserhalb der Brennzone, bestehend in einer Abküh  lung in reduzierender Atmosphäre auf nicht unter  900  C im Verlauf von nicht weniger als 8 Minuten,  darauffolgende     Vorkühlung    in reduzierender Atmo-      Sphäre bis mindestens auf eine Temperatur, bei  der keine     Reoxydation    mehr auftritt, und anschlie  ssende     Fertigkühlung    und ist dadurch gekennzeichnet,  dass das Rohmehl zu     Granalien    verformt wird,

    letztere einem     Sinterband    aufgegeben und auf die  sem, praktisch ohne Veränderung ihrer Grösse, aus  schliesslich durch Heizung mit Verbrennungsgasen  vorgewärmt, gesintert, nachbehandelt und anschlie  ssend vorgekühlt werden.  



  Durch die verfahrensgemässe Verwendung von  granuliertem     Sintergut    lässt sich aus einer gegebenen       Rohmehlzusammensetzung    ein Klinker mit höherem       Weissgehalt    als nach den bekannten Verfahren er  zielen. Dabei kommt der Grösse und Gleichmässigkeit  dieser     Granalien    sowohl für die Erzielung eines  möglichst hohen Weissgehaltes als auch eines aus  reichenden     Garbandes    eine ausschlaggebende Bedeu  tung zu.

   Wie gefunden wurde, ist bei den für Weiss  klinker geeigneten     Rohmehlzusammensetzungen    eine  ausreichende     Garbrennung    viel schwieriger zu er  reichen als bei     Grauzementklinker.    Die Verwendung  von     Granalien,    deren Grösse und     Korngrössenspek-          trum    für das Brennen von Grauzement ohne weiteres  geeignet sind, genügt für das     Garbrennen    von Weiss  klinker unter gleichen Bedingungen im allgemeinen  nicht.  



  Wie erkannt wurde, ist es zur Erzielung eines aus  reichenden und     gleichmässigen        Durchbrennens    not  wendig, das Rohmehl in einer solchen Form aufzu  geben und bis zum Ende der Behandlung beizubehal  ten, dass keine Teile unter 2 mm und über 15 mm  vorliegen. Die besten Resultate werden     erhalten,     wenn     Granalien    einer     Korngrösse    von 6 bis 8 mm  verwendet werden, wobei diese Korngrösse vom er  sten bis zum letzten Stadium des Prozesses weitge  hend aufrechterhalten wird.  



  Weiter wurde     gefunden,    dass der Weissgehalt unter  sonst gleichen Betriebsbedingungen um so besser  wird, je kleinere     Granalien    verwendet werden. Der  ausgewählte Bereich von 2-15 mm, vorzugsweise  6-8 mm, gibt daher sowohl für das     Garbrennen     als auch     für    den Weissgehalt optimale Effekte.  



  Ausserdem ist innerhalb des     ausgewählten    Korn  grössenbereiches ein möglichst gleichmässiges Korn  vorteilhaft. Zweckmässig werden Abweichungen von  + 1,5 mm nicht überschritten.  



  Die gleichen     genannten    Bedingungen für die       Korngrösse    und das     Korngrössenspektrum,    die für  das Erzielen einer ausreichenden     Garbrennung    not  wendig sind, sind auch für die anschliessende redu  zierende Behandlung des     Klinkers    im Anschluss an  die     Sinterung    und bei der     darauffolgenden    Kühlung  von besonderem Vorteil für die Erzielung eines mög  lichst hohen Weissgehaltes.  



  Diese strengen Anforderungen an die Grösse und       Gleichmässigkeit    der     Granalien    können in den bisher  für die Herstellung von     Weisszementklinker    aus  schliesslich verwendeten     Drehrohröfen    nicht erfüllt  werden. Im     Drehrohrofen    bildet sich stets, selbst  wenn     Granalien    vollkommen gleichmässigen Durch-         messers    aufgegeben werden, während des     Aufheizens     und Sinters ein Gemisch von Abrieb und Agglome  raten bzw. Konglomeraten, welches feinsten Staub  von unter 0,2 mm bis zu Knollen von etwa 50 mm  enthält.  



  Die Verwendung des     Sinterbandes    bietet daher  den weiteren Vorteil, dass es möglich ist, die einheit  liche     Korngrössenzusammensetzung    des aufgegebenen  Gutes während aller Stadien des Verfahrens bis zum  Abwurf der fertiggebrannten und gekühlten     Klinker-          granalien    zu bewahren.  



  Zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver  fahrens ist das Verfahren der     Zweizonensinterung     besonders gut geeignet, wobei in einer Unterschicht  die Abwärme aus der Obersicht zum Vortrocknen  und Entsäuern der     Grünpellets    nutzbar gemacht und  diese so vorbehandelten     Pellets    anschliessend der  Oberschicht aufgegeben werden, in welcher sie durch  die direkte Einwirkung der heissen Gase fertigge  brannt werden.  



  Die in jeder einzelnen Zone des     Sinterbandes    ein  zuhaltenden Temperaturbereiche und der     Reduktions-          bzw.    Oxydationsgrad richten sich selbstverständlich  nach der Zusammensetzung des     eingesetzten    Roh  mehls und nach dem     Dickenverhältnis    von Unter  schicht zu Oberschicht. Eine Maximaltemperatur von  l480  C soll aber in der Oberschicht der Brennzone  möglichst nicht überschritten werden, während eine  Minimaltemperatur von etwa 1430  C für die meisten       Rohmehlzusammensetzungen    in dieser Zone erforder  lich ist.  



  Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Er  findung ist es nicht notwendig, die ganze Brennzone  reduzierend zu fahren, es genügt vielmehr, sie in  einen nicht reduzierenden gegebenenfalls oxydieren  den und einen reduzierenden Brennabschnitt zu unter  teilen, wobei der reduzierende Brennabschnitt vor  dem Eintritt in die Nachbehandlungszone liegt. Die       Verweilzeit    im reduzierenden Brennabschnitt muss  selbstverständlich der jeweiligen     Rohmehlzusammen-          setzung    angepasst werden.

   Zweckmässig erfolgt die  Aufteilung der Brennzone in einen nicht reduzieren  den und reduzierenden Teil so, dass die Abgase der  reduzierenden Zone nach Menge und Zusammen  setzung für die reduzierende Nachbehandlung und  Kühlung ausreichen, wobei aber der reduzierend ge  leitete     Brennprozess    einsetzen     muss,    bevor die für die  jeweilige     Rohmehlzusammensetzung    einzuhaltende       Maximaltemperatur    erreicht ist.  



  In der Nachbehandlungszone werden     vorteilhaf-          terweise    die fertiggesinterten     Pelletsklinker    allmäh  lich, d. h. im Laufe von etwa 10-60 Minuten auf  eine Temperatur von nicht unter 900  C mit Hilfe       hindurchgesaugter    reduzierender Gase abgekühlt.  



  Um die Abkühlungsgeschwindigkeit innerhalb der  gewünschten Grenzen zu regeln, kann die Tempera  tur der durch diese Zone     hindurchgesaugten    Gase  entsprechend, d. h. auf etwa 800-1200  C, einge  stellt werden. Vorzugsweise werden reduzierende  Gase mit einer Temperatur von 1000-1100  C an-      gewendet.

   Diese werden entweder mit sehr     geringer     Geschwindigkeit, d. h. mit etwa     10-40,        vorzugsweise     20     M3/m2.    Stunde,     hindurchgesaugt,    also mit wesent  lich geringerer Geschwindigkeit als der normalen,  in der Brennzone aufrechterhaltenen Gasgeschwindig  keit, die beim erfindungsgemässen Verfahren in der  Brennzone grössenordnungsmässig gleich sind, wie bei  bekannten     Sinterverfahren,    nämlich bei 60 bis  80     Nm3/m2    - Stunde = 350 bis 475     m3/m2    - Stunde  liegt (vergleiche z. B. Wendeborn =      Saugzugsintern     und Rösten , S. 105).  



  Anschliessend an die  Nachbehandlungszone   wird eine     Vorkühlungszone    angeschlossen, in der       reduzierende    Gase mit höherer     Geschwindigkeit    durch  die Beschickung     hindurchgesaugt    werden     können.     



  Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht  vor, zu dieser Kühlung nicht ganz kalte Gase, son  dern solche mit einer Temperatur von etwa 200 bis  400  C zu verwenden. Es hat sich nämlich gezeigt,  dass der Weissgehalt des erzeugten Klinkers noch  weiter verbessert werden kann, wenn die Abkühlung  in den Anfangsstadien langsam erfolgt.  



  Die Temperaturführung des Gesamtprozesses und  die     Schichtdickenverteilung    werden zweckmässig so  eingestellt, dass alle     Pellets    der Unterschicht min  destens an einer Stelle eine Minimaltemperatur von  etwa 1000  C erreichen oder überschreiten. Wenn  besonders leicht zu sinternde Materialien verarbeitet  werden, kann dann gegebenenfalls ein Teil des Ab  wurfes der Unterschicht direkt der Produktion zuge  setzt werden.  



  Nachdem in der reduzierenden     Kühlzone    der  Klinker auf eine solche Temperatur abgekühlt ist,  dass beim Auftreffen eines sauerstoffhaltigen Gases  keine     Reoxydation    der färbenden Bestandteile mehr  zu befürchten ist (im allgemeinen etwa 400-500  C),  kann die     Schlusskühlung    in einer Endzone in an sich  bekannter Weise durch     Hindurchsaugen    von Luft  bewirkt werden.  



  Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfin  dung werden als Rostbelag     Pellets    mit einem grösse  ren Durchmesser verwendet als die in den eigentlichen  Produktionsschichten angewendeten     Granalien    haben.  Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es,  nach dem Abwurf den Rostbelag auszusieben. Er  kann dann von neuem als Rostbelag verwendet und  muss nicht der Produktion zugegeben werden. Auf  diese Weise wird vermieden, dass geringe zusätzliche  Verunreinigungen, die der Rostbelag im Lauf der  Behandlung aufnimmt,     vornämlich    Eisen aus den  Roststäben, in den Klinker gelangen.  



  Schliesslich sieht eine weitere Ausgestaltung der  Erfindung vor, auf die oberste zum     Kalzinieren    be  stimmte Schicht noch eine dünne Schicht von fertig  gebranntem Klinker aufzugeben. Diese obere auf  gegebene Schutzschicht macht eventuell im Behand  lungsgas enthaltene Spuren oxydierender Gasbestand  teile     unschädlich.    Um diese obere Schutzschicht nach  her wieder von der eigentlichen Produktion bequem  abtrennen zu können, ist es zweckmässig, sie aus    dem feinkörnigen Abrieb der     Weissklinkerproduktion     aufzubauen, der nach dem Abwurf leicht     abgesiebt     werden kann.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren ist nachstehend  anhand der Abbildung und des     Ausführungsbeispieles     schematisch und beispielsweise näher     erläutert.     



  <I>Ausführungsbeispiel</I>  Auf das     Sinterband    1, das sich in Pfeilrichtung  bewegt, wird     durch    den     Aufgabebunker    2 eine Schicht  Rostbelag 3 aufgetragen, auf diese Schicht durch  den Bunker 4 eine Schicht 5 aus     Grünpellets    von  6-8 mm Durchmesser und darüber durch den Bun  ker 6 eine Schicht 7 aus     vorgebrannten        Pellets.     Das Rohmehl, aus dem die     Pellets    hergestellt waren,  hatte folgende Verunreinigungen:  
EMI0003.0038     
  
    0,45 <SEP> % <SEP> Fe203
<tb>  0,03 <SEP> % <SEP> MnO
<tb>  0,042 <SEP> % <SEP> Cr203       einen     Si-Modul    von 4,0 und einen Kalkstandard nach  Kühl von 90.  



  Das     Sinterband    hatte eine Gesamtfläche von       20    m2. An     Grünpel!lets    wurden, aufgegeben 6     t/Std.     mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12,2 %, an vor  gebrannten     Pellets    3,4     t/Std.    und an Rostbelag  1,7     t/Std.    Die     Marschgeschwindigkeit    des Sinter  bandes     wurde    so eingestellt, dass sich eine Gesamt  höhe der Beschickung     einschliesslich    des     Rostbelages     von 42 cm ergab.  



  Nach der Aufgabe gelangte die Beschickung unter  die Trockenhaube 8, die mit heissen Gasen von  300  C ansteigend auf 400  C gegen Ende der Haube       beaufschlagt    wurde. An die Trockenzone schloss sich  eine Brennzone an, in der durch die Haube 9 mit  den Brennern 10 heisse Verbrennungsgase mit einer  Temperatur von 1000  C ansteigend auf 1400  C  durch die Beschickung     hindurchgesaugt    wurden.  Diese Verbrennungsgase waren oxydierend. Die oxy  dierende Brennzone war gegen die anschliessende  reduzierende Brennzone durch den Zwischenaufgabe  bunker 11 gasdicht abgeschlossen, durch den auf       0-4.    mm zerkleinerter fertiger Klinker aufgegeben  wurde.

   Durch die anschliessende reduzierende     Brenn-          haube    mit den Brennern 13 wurden reduzierende  heisse Gase mit einer Temperatur von 1400  C an  steigend auf 1460  C aufgegeben. In beiden     Brenn-          zonen    sowie in der Trockenzone wurde praktisch der  gleiche Unterdruck, nämlich etwa 300 mm WS an  gewendet. An die reduzierende Brennzone schloss  sich eine     Nachgarungszone    an, in der durch die  Haube 14 reduzierende Gase von 1050  C mit stark  vermindertem Unterdruck, nämlich 20 mm WS, hin  durchgesaugt wurden. In dieser     Nachgarungszone    ver  blieb die Beschickung 8 Minuten und gelangte dann  in die reduzierende Kühlzone.

   In dieser wurden  durch die Haube 15 reduzierende Gase mit einer  Temperatur von 400  C abfallend auf 200  C in  solchen Mengen aufgegeben, dass kein     Teil    der Ober  schicht eine Temperatur über 500  C beim Verlassen      dieser Zone hatte. In dieser Zone wurde ein Unter  druck von 400 mm WS angewendet.  



  Die reduzierende     Kühlzone    war gegen das Ab  wurfende durch den Absperrbunker 16 abgesperrt,  durch den     Feinkorn    des fertigen Klinkers von 0 bis  4     mm    aufgegeben wurde. In der     Schlussstrecke    wurde  die ganze Beschickung einschliesslich Rostbelag auf  eine Durchschnittstemperatur von 100  C fertig ge  kühlt. Vor dem Abwurfende war ein     Abschermesser     18 angebracht, welches die fertig gebrannte Ober  schicht mit dem durch die Absperrbunker 11 und  16 aufgegebenen Feinkorn von der     vorgebrannten     Unterschicht     mit    dem Rostbelag abtrennte.  



  Von der Unterschicht wurde der Rostbelag durch  Sieben abgetrennt und in den Bunker 2 zurückge  führt. Das von der Oberschicht ebenfalls durch Sie  ben abgetrennte Feingut wurde in die Absperrbunker  11 und 16 zurückgebracht. Das vom Rostbelag ab  getrennte     vorgebrannte    Gut aus der Unterschicht  wurde in den Bunker 4 gebracht.  



  Die Abgase der Trockenzone wurden verworfen.  Das Abgas aus der oxydierenden Brennzone wurde       als    Heissgas der Haube 8 der Trockenzone aufge  geben, das Abgas aus der reduzierenden Brennzone  in die Haube 15 der reduzierenden Kühlung. Das  Abgas aus der     Nachgarungszone    und der Zone der  reduzierenden Kühlung wurde dem Gasgemisch unter  der Haube 9 der oxydierenden     Brennzone    zugemischt.  Die erwärmte Kühlluft aus der     Nachkühlzone    wurde  als Verbrennungsluft in den Brennern 10 und 12  der beiden Brennzonen verwendet.  



  Der erhaltene Klinker hatte nach     Vermahlung    auf  eine spezifische Oberfläche nach     Blain    4000     cm2/gr     einen Weissgehalt von 90,4, gemessen gegen einen  Weissstandard von     MgO    = 100. Das gleiche Roh  mehl     liefert    nach bekannten Methoden einen Klinker,  der nach     Vermahlung    auf die gleiche Feinheit einen  auf die gleiche Weise bestimmten Weissgehalt von  82,7 hat.



      Process for the production of white cement clinker It is known to produce light-colored cements in a reducing atmosphere by burning raw meals which contain as few coloring constituents as possible, such as Fe and Mn. It is also known that keeping oxygen away as far as possible during the subsequent cooling of the finished clinker also has a favorable effect on the white content. It is also known to treat the reducing-burned hot clinker before cooling with a reducing gas and then to undertake the cooling in the reduced atmosphere.

   It is also known to cool the incandescent clinker by rapid quenching, for example by adding it to water, whereby a further lightening is achieved. All these known processes could only be carried out in rotary kilns, because all other kilns, such as shaft kilns and sintering belts, did not allow the maintenance of a reducing or neutral atmosphere and partly also depend on the addition of solid fuels, the ash fractions of which have additional coloring components in the clinker bring in.



  A more recent proposal that has become known provides for further reducing treatment of the finished white cement clinker for a longer period of time before they have cooled down to 900 C and then for a longer period of cooling to at least 700 in a reducing or inert atmosphere and for the clinker cooled to a maximum temperature of 700 C. then finish cooling in another way.



  It has now been shown that both the even cooking and the whiteness of the finished product can be significantly improved with this last-mentioned process if the individual stages of the process - preheating, sintering = cooking, post-treatment in a reducing atmosphere, intermediate cooling and final cooling Separated from one another as sharply as possible and the working conditions, especially the temperature and the degree of reduction or oxidation of the atmosphere, can be precisely measured and set within the narrowest possible limits.



  However, such a separation of the individual work zones and the maintenance of defined conditions in these cannot be maintained with the devices previously used for white clinker production. Neither in the rotary kiln nor in the shaft furnace can the individual zones be sharply separated from one another.



  The invention is based on the surprising finding that it is possible to carry out all individual stages of the process on the known sintering belt. In contrast to the usual sinter belts, which are known to work with an excess of air of around 300-500%, it is possible to make newer proposals that are not part of the known state of the art,

   In any individual Be rich of the gas-heated sintering belt to set strictly defined working conditions and in particular to keep the degree of reduction or oxidation of the gas atmosphere constant in each section within narrow limits.



  Accordingly, the present invention relates to a process for the production of white cement clinker by preheating, reducing sintering, post-treatment of the finished sintered clinker outside the combustion zone, consisting of a cooling in a reducing atmosphere to not below 900 C for not less than 8 Minutes, subsequent pre-cooling in a reducing atmosphere to at least a temperature at which reoxidation no longer occurs, and subsequent final cooling and is characterized by the fact that the raw meal is shaped into granules,

    the latter are placed on a sintering belt and on this, with practically no change in size, are finally preheated, sintered, post-treated and then pre-cooled by heating with combustion gases.



  By using granulated sintered material in accordance with the process, a clinker with a higher white content than with the known processes can be obtained from a given raw meal composition. The size and uniformity of these granules are of crucial importance both for achieving the highest possible white content and a sufficient cooking band.

   As has been found, with the raw meal compositions suitable for white clinker, adequate cooking is much more difficult to achieve than with gray cement clinker. The use of granules whose size and range of grain sizes are readily suitable for the firing of gray cement is generally not sufficient for the final firing of white clinker under the same conditions.



  As has been recognized, in order to achieve sufficient and uniform burning through, it is necessary to give up the raw meal in such a form and to maintain until the end of the treatment that there are no parts under 2 mm and over 15 mm. The best results are obtained when granules with a grain size of 6 to 8 mm are used, this grain size being largely maintained from the first to the last stage of the process.



  It was also found that, under otherwise identical operating conditions, the smaller the granules, the better the white content. The selected range of 2-15 mm, preferably 6-8 mm, therefore gives optimal effects for both the simmering and the whiteness.



  In addition, a grain that is as uniform as possible within the selected grain size range is advantageous. Expediently, deviations of + 1.5 mm are not exceeded.



  The same conditions mentioned for the grain size and the grain size spectrum, which are necessary to achieve sufficient cooking combustion, are also of particular advantage for the subsequent reductive treatment of the clinker after sintering and for the subsequent cooling to achieve a possible very high whiteness.



  These strict requirements for the size and uniformity of the granules cannot be met in the rotary kilns that have so far been used for the production of white cement clinker from the rotary kilns. In the rotary kiln, even if granules of completely uniform diameter are fed in, a mixture of abrasion and agglomerates or conglomerates, which contains the finest dust from less than 0.2 mm to lumps of about 50 mm, always forms during heating and sintering .



  The use of the sintering belt therefore offers the further advantage that it is possible to preserve the uniform grain size composition of the abandoned goods during all stages of the process until the completely burned and cooled clinker granules are thrown away.



  The process of two-zone sintering is particularly suitable for carrying out the process according to the invention, with the waste heat from the upper layer being used in a lower layer for predrying and deacidifying the green pellets, and these pellets thus pretreated are then given to the upper layer, in which they are directly exposed the hot gases are ready to burn.



  The temperature ranges to be maintained in each individual zone of the sintering belt and the degree of reduction or oxidation are of course based on the composition of the raw meal used and on the thickness ratio of the lower layer to the upper layer. A maximum temperature of 1480 C should not be exceeded in the upper layer of the burning zone, while a minimum temperature of about 1430 C is required for most raw meal compositions in this zone.



  According to a further embodiment of the invention, it is not necessary to run the entire combustion zone in a reducing manner; it is rather sufficient to divide it into a non-reducing, possibly oxidizing, and a reducing combustion section, the reducing combustion section being located in front of the entry into the aftertreatment zone . The dwell time in the reducing distillation section must of course be adapted to the respective raw meal composition.

   The combustion zone is expediently divided into a non-reducing and a reducing part so that the exhaust gases from the reducing zone are sufficient in terms of quantity and composition for the reducing aftertreatment and cooling, but the reducing-guided burning process must start before the respective Raw meal composition to be maintained maximum temperature is reached.



  In the post-treatment zone, the fully sintered pellet clinkers are advantageously gradually, i.e. H. cooled in the course of about 10-60 minutes to a temperature not below 900 C with the help of reducing gases sucked through.



  In order to regulate the cooling rate within the desired limits, the temperature of the gases sucked through this zone can be adjusted accordingly, i. H. to about 800-1200 C. Preferably reducing gases with a temperature of 1000-1100 C are used.

   These are either run at a very slow rate, i.e. H. with about 10-40, preferably 20 M3 / m2. Hour, sucked through, i.e. at a substantially lower speed than the normal gas speed maintained in the combustion zone, which in the method according to the invention are of the same order of magnitude in the combustion zone as in known sintering methods, namely at 60 to 80 Nm3 / m2 - hour = 350 to 475 m3 / m2 - hour (compare e.g. Wendeborn = Induced draft internal combustion and roasting, p. 105).



  Subsequently to the post-treatment zone, a pre-cooling zone is connected, in which reducing gases can be sucked through the feed at a higher speed.



  Another embodiment of the invention provides for this cooling to use gases that are not very cold, but rather those with a temperature of about 200 to 400 C. It has been shown that the whiteness of the clinker produced can be further improved if the cooling takes place slowly in the initial stages.



  The temperature control of the overall process and the layer thickness distribution are expediently set in such a way that all pellets of the lower layer reach or exceed a minimum temperature of about 1000 C at least at one point. If materials that are particularly easy to sinter are processed, part of the waste from the lower layer can then be added directly to production.



  After the clinker has cooled in the reducing cooling zone to such a temperature that no reoxidation of the coloring components is to be feared when an oxygen-containing gas hits it (generally around 400-500 C), the final cooling in an end zone can take place in a manner known per se by sucking air through them.



  According to a further embodiment of the invention, pellets with a larger diameter than the granules used in the actual production shifts are used as the grate coating. This embodiment of the invention makes it possible to sieve out the grate coating after it has been dropped. It can then be used again as a grate surface and does not have to be added to production. In this way, it is avoided that small additional impurities that the grate covering absorbs in the course of the treatment, mainly iron from the grate bars, get into the clinker.



  Finally, a further embodiment of the invention provides for a thin layer of completely burned clinker to be added to the topmost layer intended for calcining. This upper, given protective layer makes any traces of oxidizing gas components contained in the treatment gas harmless. In order to be able to easily separate this upper protective layer from the actual production afterwards, it is advisable to build it up from the fine-grained abrasion of the white clinker production, which can easily be sieved off after being thrown.



  The method according to the invention is explained schematically and for example in more detail below with reference to the figure and the embodiment.



  <I> Exemplary embodiment </I> A layer of grate coating 3 is applied to the sintering belt 1, which moves in the direction of the arrow, through the feed hopper 2, and a layer 5 of green pellets 6-8 mm in diameter and above is applied to this layer through the hopper 4 through the bunker 6 a layer 7 of pre-burned pellets. The raw meal from which the pellets were made had the following impurities:
EMI0003.0038
  
    0.45 <SEP>% <SEP> Fe203
<tb> 0.03 <SEP>% <SEP> MnO
<tb> 0.042 <SEP>% <SEP> Cr203 has an Si module of 4.0 and a calcium standard after cooling of 90.



  The sintered belt had a total area of 20 m2. 6 t / h of green pellets were given up. with a moisture content of 12.2%, of pre-fired pellets 3.4 t / h. and on grate surface 1.7 t / h. The traveling speed of the sintering belt was adjusted so that the total height of the load including the grate covering was 42 cm.



  After the feed, the load came under the drying hood 8, which was exposed to hot gases rising from 300 C to 400 C towards the end of the hood. The drying zone was followed by a combustion zone in which hot combustion gases with a temperature of 1000 ° C. rising to 1400 ° C. were sucked through the charge through the hood 9 with the burners 10. These combustion gases were oxidizing. The oxidizing combustion zone was sealed gas-tight against the subsequent reducing combustion zone by the intermediate feed bunker 11, through the 0-4. mm of crushed finished clinker was abandoned.

   Through the subsequent reducing combustion hood with the burners 13, reducing hot gases with a temperature of 1400 ° C. rising to 1460 ° C. were released. In both firing zones and in the drying zone, practically the same negative pressure, namely about 300 mm water column, was applied. The reducing combustion zone was followed by a post-cooking zone in which reducing gases at 1050 ° C. were sucked through the hood 14 with a greatly reduced vacuum, namely 20 mm water column. The charge remained in this post-cooking zone for 8 minutes and then passed into the reducing cooling zone.

   In this 15 reducing gases with a temperature of 400 ° C falling to 200 ° C were applied in such quantities that no part of the upper layer had a temperature above 500 ° C when leaving this zone. A vacuum of 400 mm water column was used in this zone.



  The reducing cooling zone was blocked from the waste by the blocking bunker 16, through which the fine grain of the finished clinker from 0 to 4 mm was abandoned. In the final section, the entire load, including the grate, was cooled to an average temperature of 100 ° C. Before the end of the discharge, a shear knife 18 was attached, which separated the finished fired top layer with the fine grain abandoned by the shut-off bunkers 11 and 16 from the pre-fired bottom layer with the grate coating.



  The grate coating was separated from the lower layer by sieving and returned to bunker 2. The fine material, which was also separated from the upper class by sieves, was returned to bunkers 11 and 16. The prebaked material from the lower layer, separated from the grate, was brought into bunker 4.



  The exhaust gases from the drying zone were discarded. The exhaust gas from the oxidizing combustion zone was given up as hot gas of the hood 8 of the drying zone, the exhaust gas from the reducing combustion zone in the hood 15 of the reducing cooling. The exhaust gas from the post-cooking zone and the reducing cooling zone was added to the gas mixture under the hood 9 of the oxidizing combustion zone. The heated cooling air from the after-cooling zone was used as combustion air in the burners 10 and 12 of the two combustion zones.



  After grinding to a specific Blain surface area of 4000 cm2 / gr, the clinker obtained had a white content of 90.4, measured against a white standard of MgO = 100. Using known methods, the same raw meal yields a clinker which, after grinding to the same fineness has a white content of 82.7 determined in the same way.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Weisszementklin- ker durch Vorwärmen, reduzierendes Sintern, Nach behandlung des fertig gesinterten Klinkers ausserhalb der Brennzone, bestehend in einer Abkühlung in reduzierender Atmosphäre auf nicht unter 900 C im Verlaufe von nicht weniger als 8 Minuten, darauf folgende Vorkühlung in reduzierender Atmosphäre bis mindestens auf eine Temperatur, bei der keine Reoxydation mehr auftritt, und anschliessende Fertig kühlung, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohmehl zu Granalien verformt wird, PATENT CLAIM Process for the production of white cement clinker by preheating, reducing sintering, post-treatment of the finished sintered clinker outside the combustion zone, consisting of cooling in a reducing atmosphere to not below 900 C over the course of not less than 8 minutes, followed by pre-cooling in reducing Atmosphere up to at least a temperature at which no more reoxidation occurs, and subsequent final cooling, characterized in that the raw meal is shaped into granules, letztere einem Sinter band aufgegeben und auf diesem, praktisch ohne Veränderung ihrer Grösse, ausschliesslich durch Hei zung mit Verbrennungsgasen vorgewärmt, gesintert, nachbehandelt und anschliessend vorgekühlt werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass reduzierende Abgase der Brenn- zone als Kühlgase verwendet werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Brennzone in zwei Teile ge teilt ist, von denen der erste Teil oxydierend und der zweite, vor der Nachbehandlungszone liegende, reduzierend gefahren wird. 3. the latter are placed on a sintering belt and on this, with practically no change in size, are preheated, sintered, post-treated and then pre-cooled exclusively by heating with combustion gases. SUBClaims 1. Method according to claim, characterized in that reducing exhaust gases from the combustion zone are used as cooling gases. 2. The method according to claim, characterized in that the combustion zone is divided into two parts GE, of which the first part is oxidizing and the second, located in front of the post-treatment zone, is driven reducing. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Nachbehandlung nach dem reduzierenden Sintern und vor dem reduzierenden Kühlen dadurch erfolgt, dass heisse reduzierende Ver brennungsgase mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 40, vorzugsweise etwa 20 ms/m2 - Stunde durch die Beschickung gesaugt werden. 4. Verfahren nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass reduzierende Verbrennungsgase in Mischung mit rückgeführtem Abgas aus der re duzierenden Brennzone mit einer Temperatur von 1000 bis 1100 C in die Zone der reduzierenden Nachbehandlung geführt werden. 5. Method according to claim, characterized in that the aftertreatment after the reducing sintering and before the reducing cooling takes place in that hot reducing combustion gases are sucked through the feed at a rate of 10 to 40, preferably about 20 ms / m2 - hour. 4. The method according to dependent claim 3, characterized in that reducing combustion gases mixed with recirculated exhaust gas from the reducing combustion zone at a temperature of 1000 to 1100 C are fed into the zone of the reducing aftertreatment. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass dem Sinterband Rohmehlgrana- lien mit einem Durchmesser von 2-15 mm, vor zugsweise 6-8 mm, aufgegeben werden. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Sinter band Granalien möglichst gleichmässiger Grösse auf gegeben werden, wobei Abweichungen von 1,5 mm vom mittleren Granaliendurchmesser nicht über schritten werden. 7. Method according to patent claim, characterized in that raw meal granules with a diameter of 2-15 mm, preferably 6-8 mm, are applied to the sintering belt. 6. The method according to claim and sub-claim 5, characterized in that the sintered band granules as uniform as possible are given, with deviations of 1.5 mm from the mean granule diameter are not exceeded. 7th Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Rohmehlgranalien dem Sinter band als Unterschicht aufgegeben, in dieser durch die Abgase der Oberschicht vorgetrocknet und ent säuert werden und die so vorbehandelten Granalien nach dem Abwurf dem Sinterband als Oberschicht aufgegeben werden. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Brennzone eine Maximal temperatur von 1480 C nicht überschritten wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Brennzone eine Minimal temperatur von 1430 C erreicht wird. 10. Method according to patent claim, characterized in that the raw meal granules are placed on the sintering belt as a lower layer, are pre-dried and de-acidified in this by the exhaust gases of the upper layer and the granules pretreated in this way are given to the sintering belt as an upper layer after being dropped. B. The method according to claim, characterized in that a maximum temperature of 1480 C is not exceeded in the combustion zone. 9. The method according to claim, characterized in that a minimum temperature of 1430 C is reached in the combustion zone. 10. Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Schichtdicken der Unter- zur Oberschicht und die Temperatur führung so eingestellt werden, dass alle Granalien der Unterschicht eine Minimaltemperatur von 1000 C erreichen. 11. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als Rostbelag Granalien verwendet werden, die grössere Durchmesser aufweisen als die Granalien in den Produktionsschichten und dass diese Granalien nach dem Abwurf abgesiebt und erneut als Rostbelag verwendet werden. 12. Method according to dependent claim 7, characterized in that the ratio of the layer thicknesses of the lower to the upper layer and the temperature control are set so that all granules of the lower layer reach a minimum temperature of 1000 C. 11. The method according to claim, characterized in that the grate layer used is granules which have a larger diameter than the granules in the production layers and that these granules are screened off after being dropped and used again as a grate layer. 12. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass auf die Beschickung des Sinter bandes eine aus feinkörnigem Abrieb des fertigen Klinkers bestehende Schutzschicht aufgebracht wird. Method according to patent claim, characterized in that a protective layer consisting of fine-grained abrasion of the finished clinker is applied to the charging of the sintered belt.
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DE937277C (en) * 1953-01-03 1955-12-29 Metallgesellschaft Ag Method and device for treating solid substances with hot gases on suction devices

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