DD265288A3

DD265288A3 - Verfahren zur Verhinderung der Bildung von Glühstellen an Drehrohrofen im Zement-Schwefelsäureverfahren

Info

Publication number: DD265288A3
Authority: DD
Publication date: 1989-03-01

Abstract

Bei der Durchfuehrung des Zement-Schwefelsaeureprozesses in Drehrohroefen auftretende Schadstellen lassen sich erfindungsgemaess dadurch beseitigen, dass durch eine Veraenderung der Rohmehlzusammensetzung auf ein CaSO4:C-Verhaeltnis von 0,25-0,35 anstelle von 0,5-0,7 sowie durch Einstellung einer oxidierenden Ofenatmosphaere ein Brenngut mit einem CaSO4-Gehalt von 40-60% im Ofen erzeugt wird, welches einen Schmelzpunkt von etwa 1 300C besitzt. Die dabei auftretende Schmelze verbindet sich mit der Ofenausmauerung an den Schadstellen. Nach dem Erstarren der Masse in den Schadstellen ist die Gefahr der Bildung von Gluehstellen am Ofenmantel beseitigt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird bei der Herstellung von Schwefelsäure und Zement auf der Basis von kalziumsulfatholtigen Rohstoffgemischen anjiewendet, wobei in Drehrohröfen SO} für die Schwefelsäureherstellung und Klinker für die Zementherstellung gewonnen werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Kaliumsulfat in Form von Anhydrit, Naturgips oder Chemiegips unter Zusat? von tonerde-, eisenoxid- und kieselsäurehaltigen Zuschlagen mit Koks zu reduzieren, wobei im Temperaturbereich von 700-1 200⁰C Schwefeldioxid gebildet wird.

CaSO₄ + 2 C =_CaS + 2CO₂ CaS + 3CaSO₄ = 4CaO + 4SO₂

(D (2)

Das gebildete Kalziumdoxid wird mit den o. g. zementbildenden Zuschlägen bei etwa 1450⁰C zu Portlandzementklinker gesintert. Das zur Anwendung kommende Rohmehl besteht dabei zu etwa 80% aus Kalziumsulfat, 5-6% aus Koks, 10% SiO₂ und 4-5% AI₂O₃ + Fe₂O₃, (Hull, Schon u. Zirngihl, Ind. Engng. Chem.49.1204-1214 (19571 DD-PS 60741, DD-PS 63318, DD-PS 79961, DD-PS 83314, DD-PS 99976, DD-PS 122511, DD-PS 153675).

Bei diesen hohen Temperaturen reagiert das Brenngut in gewissem Umfang auch mit den Steinen der Ofenausmauerung und bildet unterschiedlich feste Verbindungen mit diesen. Bei Temperaturverenderungen o^er Änderungen in der Rohmehlzusammensetzung erfolgt ein Abtrag dor Verbindungen aus Klinkermaterial und Ofensteinen, wodurch es zu einer Schwächung der Ofenausmauerung kommt.

In den ansatzfreien Ofenbereichen kommt es bei Temperaturwechsel der Ofenflamme gleichfalls zu Abplatzungen an der Steinoberfläche, wodurch eine Schwächung der Steine auftritt.

Das Drehen des Ofens auf den Rollenlagern führt zu Deformationen des Ofenmantels, die zu Spannungen in der Ausmauerung und zum Zerplatzen von Steinen führen.

Diese aufgeführten Bedingungen sind gemeinsam im Sinterzonenbereich von Drehrohröfen beim Zement-Schwefelsäureverfahren gegeben, wobei besonders im Bereich des Laufringes in der Hochtemperaturzone Schäden an der Ausmauerung aus den aufgezeigten Gründen auftreten.

Besonders ungünstige Bedingungen in bezug auf dia Ofenausmauerung herrschen in der Übergangszone zwischen dem Bereich der Zersetzung des Kalziumsulfates (1000-1100⁰C) und der Klinkerbildung (1300⁰C), da die hier entstehenden Ansätze auf der Ofenausmauarung porös und instabil sind und keine festhaftenden Schichten auf der Ausmauerung bilden. Infolge dieser Bedingungen kommt es in dem genannten Bereich periodisch zu Schäden an der Ofenausmauerung mit nachfolgenden zum Teil großflächigen Glühstellen am Stahlmantel des Drehrohrofens. Dadurch kommt es zur Ausbildung von Rissen im Ofenmantel und Schäden am Laufring. Zur Repatatur dieser Schäden ist nach dem derzeitigen Stand der Technik eine Stillogung des Ofens unerläßlich.

Diese Ofenstillegung hat einen erheblichen Produktionsausfall zur Folge und zur Reparatur der Ofenausmauerung und der Schadstellen arn Ofenmantel und gegebenenfalls des Laufringes ist ein beträchtlicher Materialaufwand notwendig.

ZIoI tier Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, durch Aufbringen eines haltbaren Ansatzes zum Schütze der Ofenausmauerung im Sinterzonenbereich und im Bereich der Übergangszone zwischen Zersetzungs- und Klinkerbildung in den Drehrohröfen des Zementschwafolsäuroverfahrens die Ausbildung von Glühstellen zu verhindern bzw. Glühstellen zu beseitigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist es, durch eine Veränderung der Rohmehlzusammensetzung eine haftende Schmelze zu erzeugen, die an den gefährdeten Stel'ai die Ausmauerung zur Ausbildung einet Schutzschicht im Temperaturbereich zwischen 1250-130GT führt und in aer Lage ist, vorhandene Steinlücken und schadhafte Stellen auszufüllen und alsbald zu erstarren.

Eine solche Schmelze ISßt sich erfindungsgemäß herstellen, wenn man die Rohmehlzusammensetzung so verändert, daß im Sinterzonenbareich noch 50% Kalziumsulfat im Brenngut enthalten si..d. Dadurch entsteht im Sinterzonenbereich eine kalziumsulfathaltige Mischung, die bei etwa 1300X schmilzt und in der Lage ist, vorhandene Lücken in der Ofenausmauerung auszufüllen. Die Anwesenheit der Zuschlagstoffe bewirkt dabei ein rasches Erstarren der Schmelze bei Absenkung der temperatur.

Unterhalb von 40% Kalziumsulfat in der Schmelze wird die notwendige niedrigere Schmelztemperatur von 1300⁰C nicht erreicht.

Oberhalb von 1300T erfolgt keine Haftung der Schmelze an der Ausmauerung infolge von CaS-Ausbildung. Oberhalb von 60% Kalziumsulfat erfolgt keine ausreichende Haftung der Schmelze an der Ofenausmauerung.

Erfindungsgemäß wird ein bei 1300⁰C schmelzbares Brenngut zum Aufbringen haftender Ansätze auf eine geschädigte Ofenausmauerung mit einem CaSO₄-Gehalt zwischen 40-60% dadurch gewonnen, daß ein Rohmehl verwendet wird, welches ein Molverhältnis von CaSO₄IC von 0,25-0,35 aufweist und der Brennvorgang in oxidierender Ofenatmosphäre mit einem O?-Gehalt von mehr als 2% vorgenommen wird.

Unter diesen Bedingungen resultiert ein bei 1300°C schmelzbares Brenngut im Drehrohrofen, welches im Sinterzonenbereich vorhandene Schadstellen an der Ofenausmauerung ausfüllt.

Durch die anschließende Umstellung des Prozesses auf die für den Zement-Schwefelsäureprozeß übliche Rohmehlzusammensetzung von CaSO₄X von 0,5-0,6 erfolgt auf den ausgefüllten Lücken die Ausbildung einer hochtemperaturbeständigen Schicht, die bir. 1450⁰C temperaturbeständig ist und ein Wiederausschmelzen verhindert.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise ist es möglich, Schädigungen am Ofenmauerwerk in der Sinterzone von Drehrohröfen beim Zement-Schwefi Isäureverfahren weitgehend zu beseitigen, ohne daß eine Stillegung des Ofens zur Erneuerung der geschädigten Ausmauerung erforderlich ist.

Dadurch erfolgt eine Verlängerung der Laufzeit der Drehrohröfen verbunden mit einer entsprechenden Kostensenkung.

Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.

Ausführungsbeispiel

Am Ofenmantel eines Drehrohrofens zur Herstellung von Schwfelsäure und Zement mit einer Länge von etwa 80m und einem Innendurchmesser von 2,8m tritt am Eingang der Sinterzone eine intensive Glühstelle durch Schädigung der Ofeneusmauerung auf.

Zur Beseitigung der Glühstelle wird die schadhefte Ofenausmauerung mit einem Brenngut mit 40-60% CaSO₄-Gehalt und einem Schmelzpunkt von 1300⁰C verfüllt und dor Ofenmantel geschützt. Dazu wird auf den Ofen ein Spezialrohmehl aufgegeben, welches sich von dem üblichen Rohmehl für den Zement-Schwefelsäureprozeß mit etwa 80% CaSO₄,5%C entsprechend einem Molverhältnis von CaSO₄X von 0,55 sowie 10% SiO₂ und 4% AI₂O₃ + Fe₂O₃ dadurch unterscheidet, daß der C-Gehalt nur 3% beträgt, was einem Molverhältnis von CaSO₄X = 0,28 entspricht. Durch gleichzeitige Zurücknahme der Brennstoffmenge (Kohlenstaub) wird eine Ofenatmosphäre von 5 2% O₂ eingestellt. Durch Reduzierung dor Rohmehlaufgabe von 30t/h auf 20t/h erfolgt nunmehr die Einrtigulierung einer Schmelztemperatur von 1300X des Brer.ngutes an der Schadstelle. Durch Verfahren des Brenners wird erreicht, daß das Brenngut an der Schadstelle die notwendige Temperatur von 1300⁰C aufweist, und nach entsprechender Verfüllung der Schadstolle eine rasche Erstarrung der Schmelze erfolgt.

Anschließend erfolgt eine Umgestaltung auf normales Rohmehl und eine Erhöhung der Rohmehlaufgabe auf 30t/h, so daß die erstarrte Schmelze mit normal zusammengesetztem Klinkerübergangsmaterial abgedeckt und am Wiederausschmelzen gehindert wird.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Verhinderung der Bildung von Glühstellen an Drehrohröfen im Zement-Schwefelsäureprozeß, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schadstelle der Ofenausmauerung eine Schutzschicht aus einem Brenngut mit einem CaSO₄-Gehalt von 40-60% und einem Schmelzpunkt von 1250-135O⁰C aufgeschmolzen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das CaSO₄-haltige Brenngut durch thermische Zersetzung eines konventionellen Rohmehls, bestehend aus kalzium-, sulfat-, SiO₂-, AI₂O₃- und Fe₂O₃-haltigen Rohstoffen sowie Koks erfolgt, wobei das Verhältnis von CaSO₄:C = 0,25-0,35 beträgt und der Brennprozeß in oxidierender Ofenatmosphäre mit einem O₂-Gehalt von 2% Sauerstoff durchgeführt wird.