DD138197B1 - PROCESS FOR PRODUCING CEMENT - Google Patents
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Description
-A--A-
Verfahren zur Herstellung von ZementProcess for the production of cement
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zement, vorzugsweise Belitzement aus den üblichen Rohstoffen und mit einem Kalkstandard des Rohmehls von 75 bis 85» wobei das Belit-Rohmehl mit einem Aufheizgradienten der üblichen Portlandzementherstellung auf Brenntemperaturen zwischen 1350° und 1450 0C erhitzt wird.The invention relates to a process for the production of cement, preferably Belitzement from the usual raw materials and with a lime standard of the raw meal of 75 to 85 »wherein the Belit raw meal is heated with a Aufheizgradienten the usual Portlandzementherstellung to firing temperatures between 1350 ° and 1450 0 C.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Das wichtigste silikatische Bindemittel ist der Portlandzement, der nach dem Naß-, Halbtrocken- oder Trockenverfahren mit Aufheizgradienten bis 100 K/min bei einer Garbrandtemperatur von etwa 1450 0C mit einer Verweilzeit in der Sinterzone von 25 Minuten und darüber zuerst su einem Klinker gebrannt wird* Anschließend erfolgt die Kühlung beispielsweise in Planeten-Trommel- oder Rostkühlern mit Abkühlgradienten von Brenntemperatur bis etwa 1200 ♦♦♦ 1300 0C im Ofen von etwa 20 K/min und im Kühlaggregat von* etwa 70 K/min und dann die Mahlung in Kugelmühlen оThe most important silicate binder is the Portland cement, which is fired according to the wet, semi-dry or dry process with heating gradients up to 100 K / min at a baking temperature of about 1450 0 C with a residence time in the sintering zone of 25 minutes and above first a clinker * Then the cooling takes place, for example, in planetary drum or grate coolers with cooling gradients of firing temperature to about 1200 ♦♦♦ 1300 0 C in the oven of about 20 K / min and in the cooling unit of * about 70 K / min and then grinding in ball mills о
Zur Einsparung der hohen Investitions- und Energiekosten bei der Portlandzementproduktion wurde bereits vorgeschlagen, vom Portlandzement mit der Hauptphase Alit und den llebenphasen Belib (Dikalziuiiisilikat entspricht C2S)» Trikalziv'«alumina t undIn order to save the high investment and energy costs of portland cement production, it has already been proposed that the main phase of the Portland cement is Alit and the life-phase Belib (Dicalziui silicate corresponds to C2S) "Trikalziv" alumina t and
Kalziuraaluminatferrat auf einen Belitzement überzμgѳhѳn, der als Hauptphase Be lit'J und die anderen Hebenphasen des Portlandzementes, aber- kein Alit enthält· Im Portlandzement liegt der Belit vorwiegend in der ß-Modifikation vor· Von dieser Phase ist allgemein bekannt, daß sie inaktiv ist, das heißt auf Grund ihrer geringen Hydratationsgeschwindigkeit nur sehr langsam verfestigend wirkt· Aus diesem Grunde trägt die Phase ß-C2S nur zur Spätfestigkeit bei· Ein Zement, der im wesentlichen aus ß-C2S besteht, ist nach Meinung der Fachwelt unbrauchbar· Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, andere Modifikationen des C2S einzusetzen, die ein günstigeres Festigkeit-Erhärtungszeit-Verhalten aufweisen· Alle diese Phasen sind, ebenso wie ß-C2S, bei Raumtemperatur metastabil· Zur Stabilisierung der einzelnen Modifikationen von CpS werden gemäß DWP 11 992 Alkali, gemäß FR-PS 90 791 überschüssiger Kalk bei Brenntemperaturen bei nur 1250 0C, um die Bildung von Alit zu verhindern, gemäß US-PS 3 861 928 Borsäure oder borhaltige Stoffe, dem Belitrohmehl zugesetzt· Einen Belitzement mit hohen Anteilen an Gips zur Bildung der Phase 3 CaO · 3 Al2O3 · CaSO4 neben Belit beschreibt SU-PS 283 880. Die Nachteile der Vorschläge gemäß dem Stand der Technik sind einmal darin zu sehen, daß Zusatzstoffe zu Rohmehlen genannt werden, die wie bor- oder phosphorhaltige Verbindungen in vielen Fällen zu Importrohstoffen gehören oder das Endprodukt Zement erheblich verteuern· Zum anderen führen kalziumsulfathaltige Zusätze infolge ihrer thermischen Dissoziation zu Umweltverschmutzung durch S02-Abgase· Schließlich verlangt die Darstellung abbindeaktiver Zemente auf der Basis von mit Fremdstoffen stabilisierter Hochtemperatur-CgS-Phasen Brenntemperaturen ab ИЗО 0C, Dadurch entstehen größere Wärmeverluste gegenüber der bei niederer Temperatur darstellbaren Phase ß-C2S·Kalziuraaluminatferrat überzμgѳhѳn on Belitzement, which contains as the main phase Be lit'J and the other lifting phases of the Portland cement, but- no alite · In Portland cement the Belit is predominantly in the ß-modification Before this phase is generally known that it is inactive , that is due to their low rate of hydration only very slowly solidifying acts · For this reason, the phase ß-C 2 S contributes only to the late strength · A cement that consists essentially of ß-C 2 S is useless in the opinion of the art It has therefore already been proposed to use other modifications of C 2 S which have a more favorable strength-hardening-time behavior. All these phases, as well as β-C 2 S, are metastable at room temperature to stabilize the individual modifications of CpS according to DWP 11 992 alkali, according to FR-PS 90 791 excess lime at firing temperatures at only 1250 0 C to the formation of To prevent alite, US-PS 3,861,928 boric acid or boron-containing substances the Belitrohmehl added according · a Belitzement with high proportions of gypsum to form the phase 3CaO · 3Al 2 O 3 · CaSO 4 adjacent belite describes SU-PS 283 880 The disadvantages of the proposals according to the prior art are to be seen in the fact that additives are called raw meals, such as boron or phosphorus compounds in many cases belong to import raw materials or significantly increase the end product cement · On the other lead calcium sulfate-containing additives due to their Thermal Dissociation to Pollution by S0 2 Exhaust Gases · Finally, the preparation of heat-activating cements based on high-temperature CgS phases stabilized with foreign substances requires firing temperatures above ИЗО 0 C, which results in greater heat losses compared to the ß-C 2 S phase ·
Gemäß der DD-PS 139 938 wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von aktiven Belit-Zement 3 vorgeschlagen, bei dem das Rohmaterial mit einem Kalkstandard um 75 in bekannter Weise vorgewärmt und einem Brennregime in den Grenzfallen von ca· 1450 0C Reaktionstemperatur bei einer Verweilzeit im Sekundenbareich und einer ReaktionstemperaturAccording to DD-PS 139 938 a process for the preparation of active Belit cement 3 has been proposed in which the raw material preheated with a lime standard by 75 in a known manner and a firing regime in the limit of about · 1450 0 C reaction temperature at a residence time in seconds and a reaction temperature
ca· 1300 0C bei einer Verweilzeit im Minutenbereich und anschließender IntensivmahliHig unterworfen wird· nachteilig dieses Verfahrens ist die aufwendige Aktivierung des gebrannten Materials durch die Intensivmahlung·about 1300 ° C. is subjected to a residence time in the minutes range and subsequent intensive grinding. A disadvantage of this process is the complicated activation of the fired material by intensive grinding.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, einen Belitzement herzustellen, der die Eigenschaften eines Portlandzementes besitzt, aber einen geringeren Material- und-Wärmaaufwand benötigt·The aim of the invention is to produce a Belitzement that has the properties of a Portland cement, but requires less material and Wärmaaufwand ·
Darlegung dea Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Belitzement so herzustellen, daß er in aktiver Form anfällt, d· h· daß seine Festigkeits« Erhärtungszeit-Punktion handelsüblichen Zementen entspricht·The invention is based on the object of producing a belitzement in such a way that it is obtained in active form so that its strength hardening time puncture corresponds to commercial cements.
Erfindungsgemäß wird die Aufga'be dadurch gelöst, daß außer der Optimierung der Belit-Rohmehl-Rezeptur Herstellungsbedingungen gefunden werden, die die großtechnische Erzeugung eines hydratations- und verfestigungsaktiven Belitzements ermöglichen· Das erfindungsgemäße Verfahren ist zuerst durch die Festlegung des Kalkstandards gekennzeichnet· Ein reiner, also alitfreier, Belitzement v/eist nach den bekannten Formeln von Bogue einen Kalkstandard nach Kühl um 75 auf. Auf Grund der Genauigkeit der chemischen Analysenmethoden treten beim Kalkstandard Abweichungen um + 1,0 auf· Dadurch kann der effektive Kalkstandard beispielsweise nur 74 betragen, was theoretisch eine Minderung des Belitanteils bewirkt. - Es wurde gefunden, daß zur Herstellung von Belitzement ein Kalkstandard von 75 bis 85 einzustellen ist. Dadurch erhält der Belitzement zwar einige Anteile an Alit, die ökonomischen Vorteile dea Be litzementes bleiben aber vollerhalten·According to the invention, the object is achieved in that, in addition to the optimization of the Belit raw meal recipe, production conditions are found which enable the large-scale production of a hydration and solidification active belitzement. The method according to the invention is first characterized by the determination of the lime standard. So alitfreier, Belitzement v / e, according to the well-known formulas of Bogue a Kalkstandard after cooling by 75 on. Due to the accuracy of the chemical analysis methods, the lime standard shows deviations of + 1.0. Thus, for example, the effective lime standard can be only 74, which theoretically causes a reduction in the proportion of belitan. It has been found that for the production of belitzement a lime standard of 75 to 85 is to be set. Although this gives the belitzement some of the alite content, the economic advantages of the adhesive element are kept to a minimum.
Das Aufheizregime spielt in der Portlandzementproduktion eine wichtige Rolle· Höchste Kalkbindungsgeschwindigkeiten v/erden bei maximalon Aufheizgradienten zwischen der Entsäue-The heating regime plays an important role in Portland cement production · Highest calcification rates are achieved with maximum heating rates between the deacidification
rungstemperatur imd der Brenntemperatur erzielt. Überraschenderweise wurde gefunden, daß der Aufheizgradient für die Festigkeitsentwicklung von Belitzementen ohne Belang isto Weiter wurde gefunden, daß zur Herstellung von Belitzement unter Beachtung der im folgenden beschriebenen erfirrdungsgemäßen zwei Behandlungsprinzipien der Belitklinker - die optimale Brenntemperatur zwischen 1350 und 1450 0C, vorzugsweise bei 1385 0C liegt und Haltezeiten zwischen 0 und 20 Minuten, vorzugsweise 5 bis 10 Minuten, zum Garbrand mit Freikalkgehalten < 2 % und zur Ausbildung der Klinkermineralien ausreichen о Die beschriebenen Merkmale der Darstellung von Belitklinker lassen erkennen, daß zu seiner technischen Gewinnung die in der Portlandzementindustrie üblichen Aggregate wie Vorwärmer, beispielsweise Schachtvorwärmer .lind Zyklonvorwärmer, evtl· Kalziniereinrichtung und Brennaggregate, beispielsweise Drehöfen, Wirbelschichtreaktoren, eingesetzt v/erden können· Nach genannter Rezeptur, genanntem Brennregime und üblicher Klinkerkühlung oder unter Einhaltung des bekannten Regimes der Portlandzementherstellung entstehen Belitzemente, die inaktiv sind· Solche inaktiven Belitzemente liegen in ihren Druckfestigkeit-Erhärtungszeit-Punktionen weit unter denen der Portlandzemente.achieved tion temperature and the firing temperature. Surprisingly, it was found that the Aufheizgradient for the strength development of Belitzementen irrelevant o It has been found that for the production of Belitzement in accordance with the erfirrdungsgemäßen described two treatment principles of the Belitklinker - the optimum firing temperature 1350-1450 0 C, preferably at 1385 0 C is and holding times between 0 and 20 minutes, preferably 5 to 10 minutes, to Garbrand with free chalk <2 % and sufficient for the formation of clinker minerals о The described features of the representation of Belitklinker show that for its technical extraction in the Portland cement industry conventional aggregates such as preheaters, for example shaft preheater .lind cyclone preheater, possibly calcination device and firing units, for example rotary kilns, fluidized bed reactors, can be used according to said recipe, said firing regime and conventional clinker brick Cooling or in compliance with the known regime of Portlandzementherstellung arise Belitzemente that are inactive · Such inactive Belitzemente are in their pressure-strength hardening time punctures far below those of Portland cements.
Nach dem 1. Behandlungsprinzip geling es durch eine intensive Mahlbehandlung der Klinker derartig inaktive Belitzemente so zu aktivieren, daß ihre Druckfestigkeit-Erhärtungszeit-Punktionen etwa denen der Portlandzemente entsprechen· Die bekannten Kugelmühlen vermögen diesen Aktivierungseffekt nur im ungenügenden Maße zu realisieren.After the 1st treatment principle, it is possible to activate such inactive Belitzemente by an intensive grinding treatment of the clinker so that their compressive-hardening time-punctures correspond approximately to those of Portland cements · The known ball mills are able to realize this activation effect only to an insufficient extent.
Als geeignete Geräte erweisen sich Schwingmühlen, Strahlmühlen, Desintegratoren, Walzenstühle usw·· Die in den genannten Aggregaten vorzunehmende Intensivmahlung kann im Anschluß an die übliche Klinkermahlung in Kugelmühlen erfolgen. Die Intensivmahlung gestattet aber auch, die Vermahlung in Kugelmühlen zu ersetzen«, In diesem Fall läßt sich die Intensivmahlung des Belitklinkers in kaltem oder heißem Zustand durchführen0 Suitable devices are found to be vibrating mills, jet mills, disintegrators, roller mills, etc. · The intensive grinding to be carried out in the above-mentioned units can be carried out following conventional clinker milling in ball mills. However, intensive grinding also makes it possible to replace grinding in ball mills. "In this case, the intensive grinding of the clinker brick can be carried out in a cold or hot state 0
Nach dem 2. Behandlungsprinzip gelingt die Herstellung aktiver Belitzemente durch Einhaltung bestimmter Abkühlr.egime der Belitklinker ab Garbrandtemperatur· Hochaktive Belitzemente entstehen, wenn der Abkühlgradient gegen unendlich geht (dt/d£*-oo). Mit fallenden Abkühlgradienten sinkt die Aktivität des Belitzementes, das heißt, seine Festigkeits-Erhärtungszeit-Kurve liegt zu der des Portlandzementes ungünstiger· Belitzemente mit bestem Festigkeits-Erhärtungszeit-Verhalten, die sogar den Portlandzement übertreffen, ent-Btehen beim Abschrecken der Klinker nach dem Brand in ϊ/assere Pur technische Belange genügt es, die Schnellkühlung der Belitklinker von Temperaturen zwischen 1250 ··· 1350 0G auf 800 ··· 1000 0C vorzunehmen. Der Abkühlgradient in diesem Bereich soll größer als 500 K/min sein· Als Kühlmittel für die Schnellkühlphase eignen sich V/asser oder andere Flüssigkeiten und Luft· Die notwendige Wassermenge läßt sich aus dem bekannten Klinkerfluß und dem erforderlichen Teraperatursprimg berechnen· Die Abkühlgradienten über und unter dem genannten Schnellkühlbereich sind nicht relevant, so daß für diese Temperaturbereiche die in der Portlandzement-Technologie üblichen Kühlverfahren angewendet v/erden können. Pur die technische Realisierung des Schnellkühlbereichea stehen bekannte Lösungen zur Verfügung, z· B, die llaterialaustragsvorrichtung bei mit Druckluft betriebenen Schachtöfen, bestehend aus Wassertrog und Becherwerk^ oder die Sprüheinrichtung für Wasser zur Senkung der Klinkertemperatur zwecks Verhinderung·- der Eisen CEI)-Oxydation bei der VYeißzementproduktion· Im Zusammenhang mit der Abschreckung des Klinkers durch Was-вег wurde weiter gefunden, daß der entstehende Partialdruck an Wasserdampf in der Ofenatraosphäre eine Verkürzung der Entsäuerungszeiten und der Garbrandzeiten mit sich bringt. Dieser Effekt läßt sich auch so nutzen, daß bei wasserfreier Klinkerkühlung im Hochtemperaturbereich, beispielsweiae bei Abschreckung mit Luft, die anschließende Weiterkühlung des Klinkers mit Luft und Y/asaer vorgenommen und diese wasserdampfhaltige Luft ganz oder teilweise zur Verbrennung genutzt wird«According to the second treatment principle, the production of active Belitzemente succeeds by observing certain Abkühlr.egime the Belitklinker from Garbrandtemperatur · Highly active Belitzemente arise when the cooling gradient goes to infinity (dt / d £ * -oo). With decreasing cooling gradients, the activity of the belitzementes decreases, that is, its strength-hardening time curve is that of Portland cement's unfavorable · Belitzemente with best strength-hardening-time behavior, exceeding even the Portland cement, ent-Btehen quenching the clinker after the fire In ϊ / assere Pur technical concerns it is sufficient to perform the rapid cooling of Belitklinker of temperatures between 1250 ··· 1350 0 G to 800 ··· 1000 0 C. The cooling gradient in this range should be greater than 500 K / min. V / aer or other liquids and air are suitable as coolants for the rapid cooling phase. The necessary amount of water can be calculated from the known clinker flow and the required temperature formulation. The cooling gradients above and below said quick cooling area are not relevant, so that for these temperature ranges used in the Portland cement technology cooling methods can be used v / ground. For the technical realization of the rapid cooling area, known solutions are available, for example, the material discharge device in air-operated shaft furnaces consisting of water trough and bucket elevator or the spraying device for water to reduce the clinker temperature for the purpose of preventing the iron CEI oxidation Vyrez cement production · In connection with the deterrence of clinker by Was-вег, it was further found that the resulting partial pressure of water vapor in the furnace atmosphere leads to a shortening of the deacidification times and the firing times. This effect can also be used so that in anhydrous clinker cooling in the high temperature range, for example, in quenching with air, the subsequent further cooling of the clinker with air and Y / asaer made and this water vapor-containing air is used in whole or in part for combustion.
Ausführ imgsbeispieleExecution examples
Die Erfindung soll nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden· Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in Figur 1 und 2 die Druckfestigkeit-Erhärtungszeit-Punktionen von ZementenThe invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments. The accompanying drawings show in FIGS. 1 and 2 the compression strength hardening time punctures of cements
Dabei bedeuten? Mean?
Ordinate: Druckfestigkeit O^ in MPa Abszisse: Erhärtungszeit ^ in Tagen d Kurve 2, 3i 4 und 5:Ordinate: compressive strength O ^ in MPa abscissa: hardening time ^ in days d curves 2, 3i 4 and 5:
Punktion Druckfestigkeit/Erhärtungszeit derPuncture compressive strength / hardening time of
Beispiele 2-5 PZi Punktion Druckfestigkeit/Erhärtungszeit einesExamples 2-5 PZi puncture compressive strength / hardening time of a
Portlandzementes 1/375 gemäß TGL 280101/01 ZZi Punktion Druckfestigkeit/Erhärtungszeit einesPortland cement 1/375 according to TGL 280101/01 ZZi puncture compressive strength / hardening time of one
Zementes mit Zumahlstoff gemäß TGL 2801/02 ß-CpS: Punktion Druckfestigkeit/Erhärtungszeit einesCement with filler according to TGL 2801/02 ß-CpS: Puncture compressive strength / hardening time of a
Zementes, der vorwiegend aus ß-CpS besteht undCement, which consists mainly of ß-CpS and
nach dem bekannten Regime von Portlandzementafter the known regime of Portland cement
hergestellt wurde.was produced.
Zur Herstellung eines Vergleichsbelitzementes wurden die Rohstoffe Kalkstein und Ton wie üblich aufbereitet und so gemischt, daß sich ein Kalkstandard 75 ergab* Das Rohmehl wurde in einem Gradientenofen in 9 Minuten auf 950 0C aufgeheizt und bei dieser Temperatur innerhalb von 11 Minuten uni;er Luftatmosphäre entsäuerte Anschließend erfolgte die Aufheizung auf die Brenntemperatur von 1450 0C mit einem Gradienten von 70 K/min« Die Haltezeit nach Erreichen der Garbrandtemperatur betrug 20 Minuten. Anschließend erfolgte die Klinkerkühlung mit Abkühlgradienten im oberen Temperaturbereich von etwa 70 K/min und im unteren'Temperaturbereich von etwa 20 K/min. Der nach genannten Portlandzementregime erbrannte Belitklinker wurde mit dem üblichen Gipszusatz auf etwa 3200 cm /g nach B'laine in einer Kugelmühle auf gemahlen und seine Druckfestigkeit bestimmt. Die erhaltene Druckfestigkeit-Erhärtungszeit-Punktion ist in Figur 2, Kurve ß-CpS, dargestellt und bestätigt die bekannte Inaktivität des Belitzementes.The raw materials limestone and clay were prepared as usual and mixed so that a lime standard 75 was obtained. The raw meal was heated in a gradient oven to 950 ° C. in 9 minutes and at this temperature within 11 minutes of an uninsulated air atmosphere deacidified was followed by heating to the firing temperature of 1450 0 C with a gradient of 70 K / min "the holding time after reaching the maturing temperature was 20 minutes. The clinker cooling then took place with cooling gradients in the upper temperature range of about 70 K / min and in the lower temperature range of about 20 K / min. The calcined after the Portlandzementregime Belitklinker was ground with the usual gypsum additive to about 3200 cm / g to B'laine in a ball mill and determined its compressive strength. The resulting compressive strength hardening time puncture is shown in Figure 2, curve β-CpS, and confirms the known inactivity of the belitzement.
Gemäß Beispiel 1 v/urde ein inaktiver Belitklinker nach dem Brenn- und Kühlregime, wie beim Vergleichsbelitzement besehrieben, hergestellt, Für die intensive Aufmahlung des Klinkers mit Gipszusatz auf etwa 3200 cm /g nach Blaine kam aber eine Schwingmühle zum Einsatz0 Die optimale Mahldauer richtet sich nach den Eigenschaften der zu mahlenden Zemente und den Mühlenparametern· Die erhaltene Druckfestigkeit-Abbindezeit-Funktion entspricht etwa der Punktion eines Zementes mit Zumahlstoff (Pig· 1, Kurve ZZ·)According to Example 1 v / urde an inactive Belitklinker after the burning and cooling regime as besehrieben when Vergleichsbelitzement prepared for the intensive milling of the clinker with gypsum additive to about 3200 cm / g according to Blaine but there was a vibrating mill for use 0 The optimum milling time depends depending on the properties of the cements to be ground and the parameters of the mill · The resulting compression strength-setting time function corresponds approximately to the puncture of a cement with a filler (Pig · 1, curve ZZ ·)
Gemäß Beispiel 2 wurde Belitrohmehl mit Kalkstandard 75 wie beim Vergleichsbelitzeraent beschrieben, hergestellt· Für die intensive Aufmahlung des Klinkers mit Gipszusatz auf etwa 3200 cm /g nach Blaine kam aber eine Schwingmühle zum Einsatz· Die optimale Mahldauer richtet sich nach den Eigenschaften der zu mahlenden Zemente und den Mühlenparame tern· Die erhaltene Druckfestigkeit-Abbindezeit-Funktion entspricht etwa der Punktion eines Zementes mit Zuraahlstoff (Pig· 1, Kurve ZZ.)According to Example 2 Belitrohmehl was prepared with Kalkstandard 75 as described in Vergleichbelitzeraent, · For intensive grinding of clinker with gypsum additive to about 3200 cm / g Blaine but came a vibrating mill used · The optimal grinding time depends on the properties of the cements to be ground and Mühlenpar ame tern · the obtained compressive strength-set time function corresponding approximately to the puncture of a cement with Zuraahlstoff (Pig x 1, curve ZZ.)
Gemäß Beispiel 2 wurde Belitrohmehl mit Kalkstandard 75 wie beim Vergleichsbelitzement hergestellt und entsäuert· Der gewählte Aufheizgradient lag zwischen 950 und 1340 0C bei 1000 K/rain und zwischen 1340 und 1425 0C bei 70 K/min, liach einer Haltezeit von 5 Minuten ab Erreichen der Brenntemperatur von 1425 0C wurde der Klinker in Y/asser abgeschreckt, was einem Abkühlgradienten von etwa 2 · 10 K/min entsprach. Hach Trocknung des Klinkers, sowie Aufmahlung in einer Kugel-According to Example 2 Belitrohmehl was prepared with lime standard 75 as in Vergleichbelitzement and deacidified · The selected heating gradient was between 950 and 1340 0 C at 1000 K / rain and between 1340 and 1425 0 C at 70 K / min, after a holding time of 5 minutes Achieving the firing temperature of 1425 0 C, the clinker was quenched in Y / asser, which corresponded to a cooling gradient of about 2 · 10 K / min. Hach drying of the clinker, as well as grinding in a ball
mühle auf etwa 3200 cm /g nach Blaine und dem üblichen Gipszusatz, wurden die Druckfestigkeiten bestimmt und in Figur 1, Kurve 2 dargestellt· Der Preikalkgehalt des Belitklinkers betrug 0,05 %· Der Belitzement genügt in der 7-Tage-Festigkeit einem Zement mit Zumahlstoff (Figur 1, Kurve ZZ), übertrifft diesen aber in der 28-Tage-Föstigkeit erheblich· Belitzemente mit Kalkstandard 75 zeichnen sich, durch geringe Hydratationswärme aus und eignen sich besonders für hydrotechnische Bauten»Blaine and the usual gypsum additive, the compressive strengths were determined and shown in Figure 1, curve 2 · The Preikalkgehalt the Belitklinkers was 0.05 % · The Belitzement meets in the 7-day strength with a cement Ground filler (Figure 1, curve ZZ), however, significantly outperforms it in the 28-day seasoning · Belitzemente with Kalkstandard 75 are characterized by low heat of hydration and are particularly suitable for hydrotechnical buildings »
Gemäß Beispiel 3 wurden Belitrohmehle wie beim Vergleichöbelit, aber wit Kalkstandard 80 hergestellt und entsäuerteAccording to Example 3, raw mordant flours were prepared and deacidified as in Comparative Example but with Lime Standard 80
Brenn-, Abkühl- und Mahlregime entsprach Beispiel 2 (Aufheizgradient zwischen 950 und 1340 0C bei 1000 K/min, zwischen 134-0 und 1425 0C bei 70 K/min· Brenntemperatur 1425 °C· 5 Minuten Haltezeit· Abschrecken in Wassere Kugelmahlung des Klinkers) Die gemessenen Druckfestigkeiten zeigt Figur 2, Kurve 3· Der Freikalkgehalt des Belitklinkers betrug 0,04 %· Der Belitzement folgt dem Festigkeitsverhalten eines Portlandzement 1/375 (Figur 2, Kurve PZ) und übertrifft ihn in der 28-Tage-Festigkeit· Der aktive Belitzement gemäß der Erfindung ist dem bekannten Belit- bzw· ß-C?S-Verhalten nach Portlandzementregime (Figur 2, Kurve B-C2S) weit überlegen·Combustion, cooling and milling regime corresponded to Example 2 (heating gradient between 950 and 1340 0 C at 1000 K / min, between 134-0 and 1425 0 C at 70 K / min · firing temperature 1425 ° C · 5 minutes holding time · quenching in water Ball Milling of the Clinker) The measured compressive strengths are shown in FIG. 2, curve 3. The free-lime content of the Belitklinker was 0.04 %. The Belitzement follows the strength behavior of a Portland cement 1/375 (FIG. 2, curve PZ) and surpasses it in the 28-day Strength · The active Belitzement according to the invention is the known belite or ß-C ? S behavior according to Portland cement regime (Figure 2, curve BC 2 S) far superior ·
Gemäß Beispiel 4 wurden Belitrohraehle wie beim Vergleichsbelit aber mit Kalkstandard 80 hergestellt und entsäuert· Der Aufheizgradient zwischen 950 und 1385 0C lag bei 100 K/min. Brenntemperatur 1385 0C, Haltezeit 5 Minuten, Abschreckung des Klinkers in Wasser, Kugelmahlung des Klinkers· Die ermittelten Druckfestigkeiten zeigt Figur 2, Kurve 4· Der Freikalkgehalt des Belitklinkers betrug 0,54 %· Der Belitzement entspricht dem Festigkeitsverhalten eines Portlandzementes 1/375 (Figur 2, Kurve PZ) bei Überlegenheit in der 28-Tage-Festigkeit·According to Example 4 Belitrohraehle were prepared as in comparison but with lime standard 80 and deacidified · The heating gradient between 950 and 1385 0 C was 100 K / min. Firing temperature 1385 0 C, time 5 minutes, quenching of the clinker in water, ball milling of the clinker · The compressive strengths determined is shown in FIG 2, curve 4 · The free lime content of the Belitklinkers was 0.54% · The Belitzement corresponds to the strength behavior of a Portland cement 1/375 ( FIG. 2, curve PZ) with superiority in 28-day strength
Gemäß Beispiel 5 wurden Belitrohmehle mit Kalkstandard 75 wie beim Vergleichsbelit hergestellt und entsäuert. Der Aufheizgradient zwischen 950 und 1350 0C lag bei 1000 K/min. Brenntemperatur 1350 0C, Haltezeit 2 Minuten· Die Abkühlung des .Klinkers erfolgte durch Abschreckung an Luft, was einem Abkühlgradienten von 1,3 · 10^ K/min entsprach· Kugelmahlung des Klinkers· Die Druckfestigkeiten der Proben sind in Figur 1, Kurve 5 dargestellt· Der Freikalkgehalt des Belitklinkers lag bei 1,9 %·, Auch dieser Belitzement, unter ungünstigen Bedingungen der Brenntemperatur und der Haltezeit hergestellt, erfüllt die Bedingungen eines Zementes mit Zumahlstoffen (Figur 1, Kurve ZZ) und übersteigt dessen 28-Tage-Festigkeit.According to Example 5 Belitrohmehle were prepared with Kalkstandard 75 as in the comparison Belit and deacidified. The heating gradient between 950 and 1350 0 C was 1000 K / min. Firing temperature 1350 0 C, holding time 2 minutes · The cooling of the .Klinkers was carried out by quenching in air, which a cooling gradient of 1.3 x 10 ^ K / min corresponded · ball milling of the clinker · The compressive strengths of the samples are shown in figure 1, curve 5 · The free lime content of the Belitklinkers was 1.9% ·, Also this Belitzement, manufactured under unfavorable conditions of the firing temperature and the holding time, meets the conditions of a cement with additives (Figure 1, curve ZZ) and exceeds its 28-day strength ,
Gemäß Beispiel б wurden Belitrohmehle wie beim Vergleichsbelit, aber mit Kalkstandard 80 hergestellt und entsäuert· Der Aufheizgradient lag zwischen 950 und 1340 0C bei 1000 K/min und zwischen 1340 und 1385 0C bei 70 K/min. Brenntemperatur 1385 0C· Haltezeit 5 Minuten.. Die Klinkerkühlung verlief bis zu einer Temperatur von etwa 1300 0G mit einem Gradienten um 20 K/min· Anschließend folgte eine Schnell-Kühlperiode bis etwa 900 0C mit einem Gradienten größer als 500 K/min durch Aufsprühen von V/asser· Kugelmahlung des Klinkers· Die Druckfestigkeits-Abbindezeit-Funktion glich der eines Portlandzementes·According to Example б Belitrohmehle were prepared and deacidified as in Vergleichbelit, but with Kalkstandard 80 · The heating gradient was between 950 and 1340 0 C at 1000 K / min and between 1340 and 1385 0 C at 70 K / min. Firing temperature 1385 0 C · time 5 minutes .. The clinker cooling proceeded up to a temperature of about 1300 0 G with a gradient of 20 K / min · This was followed by a quick cooling period to about 900 0 C with a gradient greater than 500 K / min by spraying V / asser · Ball milling of the clinker · The compression set time function was similar to that of a Portland cement ·
Gemäß Beispiel 7 wurden Belitrohmehle wie beim Vergleichsbelit aber mit Kalkstandard 80 hergestellt· Der Ofenatmosphäre wurde Wasserdampf zugesetzt, so daß dessen Anteil etwa 20 % ausmachte· Der Wasserdampfzusatz ermöglichte nunmehr die Entsäuerungszeit bei 950 0C von 11 auf 9 Minuten zu senken. Der Aufheizgradient lag zwischen 950 und 1340 0C bei 1000 K/min und zwischen 1340 und 1385 bei 70 K/min· Brenntemperatur 1385 °C· Der Wasserdampfzusatz erlaubte die Haltezeit von Minuten wie im Beispiel 2 auf 2 Minuten zu reduzieren· Abschrecken in Wasser. Kugelmahlung des Klinkers. Der Preikalkgehalt des Belitklinkers betrug 0,69 %· Der Belitzement entspricht dem Pestigkeitsverhalten eines Portlandzementes·The oven atmosphere was added to steam so that its content was about 20 % . The addition of steam now made it possible to decrease the deacidification time at 950 ° C. from 11 to 9 minutes. The heating gradient was from 950 to 1340 0 C at 1000 K / min and 1340 to 1385 at 70 K / min · firing temperature 1385 ° C · The addition of water vapor allowed the holding time of minutes as in Example 2 to 2 minutes to reduce · quenching in water , Ball milling of the clinker. The Preikalkgehalt of the Belitklinkers amounted to 0.69 % · The Belitzement corresponds to the Pestheitverhalten of a Portland cement ·
Die Vorteile des erfindungsgeraäß hergestellten Belitzementes bestehen darin, daß der Materialelnsatzfaktor, das heißt das Massenverhältnis von Rohciehl sinkt, v/as einer Rohstoffeinsparung bis zu 3 % entspricht. Damit entfallen Kosten für die Gewinnung und Aufbereitung der Rohstoffe» Außerdem erniedrigt sich der spezifische Wärmeaufwand unter Berücksichtigung des thermischen Wirkungsgrades beispielsweise eines Drehofens bis zu 370 kJ/kg Klinker· Die Senkung der Brenntemperatur unter 145o 0C gestattet den Einsatz weniger hochwertiger Brennstoffe. Als Polgevorteile der Temperatursenkung tritt eine Erniedrigung der Alkalianteile in den Kreisläufen, ein, die Stickoxidgehalte in den Abgasen gehen zurück, die Futterstandzeiten der Brennaggregate verlängern sich,The advantages of the Belitzementes erfindungsgeraäß made are that the material replacement factor, that is, the mass ratio of Rohciehl drops, v / as a raw material savings up to 3 % . This also eliminates costs for the extraction and processing of the raw materials »In addition, the specific heat input decreases, taking into account the thermal efficiency, for example, a rotary kiln up to 370 kJ / kg clinker · The lowering of the firing temperature below 145o 0 C allows the use of less high quality fuels. As Polgevorteile the temperature reduction occurs a decrease in the Alkalianteile in the circuits, a, the nitrogen oxide content in the exhaust gases go back, the feed life of the combustion units are prolonged,
was веЪеп Kosteneinsparung eine Verbesserung des zeitlichen Auslastungsgrades der Anlage bedeutet und bei der Kalksteinentsäuerung nach dem KR-Prinzip kann die Verbrennungsluft bis zu 100 % durch das Sinter aggregat gezogen werden^· Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Verkürzung der Verweilzeiten durch Erhöhung des Wasserdampfpartialdruckes infolge Einwirkung des Wasserdampfes auf die Stoffwandlungen beim Entsäuern und Brennen· Der vorgeschlagene Übergang vom Portlandzement auf Belitzement bringt eine Senkung der Hydratationswärme um etwa 120 kj/kg Klinker mit eich· Als wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Belitheratellung ist die Beibehaltung wesentlicher Aggregate der derzeitigen Portlandzement-Technologie hervorzuheben.What веЪеп cost saving means an improvement in the temporal capacity of the plant and in the Kalksteinentsäuerung according to the KR principle, the combustion air can be pulled up to 100% by the sintering unit ^ · Another advantage of the invention is to shorten the residence time by increasing the water vapor partial pressure The proposed transition from portland cement to belitzement brings about a reduction of the heat of hydration by about 120 kJ / kg clinker. An important advantage of the invention is the retention of substantial aggregates of current Portland cement technology emphasized.
Claims (4)
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