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Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für Gasbeton aus
Kalkstein und Alaunschiefer Die Erfindung betrifft ein- Verfahren zur Herstellung
eines Ausgangsmaterials für Gasbeton aus Kalkstein und Alaunschiefer durch Brennen
auf einem Säugsinterrost.
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Dieses Verfahren ist dadurch -gekennzeichnet, daß der Anteil an Alaunschiefer
zur Herstellung des Ausgangsmaterials für Gasbeton so hoch ist, daß seine verbrennbaren
Bestandteile zum Brennen des Kalkes ausreichen, und daß diesem Gemisch noch Zuschlagstoffe
zugesetzt werden, die an dem Brennvorgang nicht oder -nur in geringem Maße teilnehmen
und die in solchen Mengen zugesetzt werden, daß das Endprodukt ohne weiteren Zusatz
als Ausgangsmaterial für Gasbeton verwendbar ist.
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Bei der Herstellung von Gasbeton wird die aus der Kalksandsteinherstellung
bekannte Druckhärtung angewandt, um ein Abbinden von gebranntem Kalk mit Kiesel-
und Tonerdebestandteilen zu erreichen und dabei die sogenannte Puzzolanwirkung zu
erzielen. Da hierbei das reine Calciumoxyd wirksam ist, d. h., es wird mit einem
reinen Luftmörtel gearbeitet, ist es wichtig, daß bei der Herstellung des Ausgangsmaterials
nicht im voraus Reaktionen des Kalkes mit den anderen Bestandteilen eintreten, und
es dürfen nicht so hohe Temperaturen angewendet werden, daß der Kalk totgebrannt
ist.
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Bisher wurde das Ausgangsmaterial für Gasbeton durch Brennen von Kalkstein
mit niederprozentigen fossilen Brennstoffen, insbesondere Alaunschiefer, hergestellt,
wobei durch den Brennvorgang die Kohlensäure abgespalten wird. Die Brennung erfolgte
in der Weise, daß Schiefer und Kalkstein schichtweise in Feldöfen "gebrannt-wurden.
Dies entspricht der Meilerbrennung und konnte deshalb ein befriedigendes Erzeugnis
ergeben, weil die Verbrennung mehr oder weniger unvollständig ist, im Gegensatz
zu der Zementbrennung, bei der gerade die Durchführung von Reaktionen von Kalk und
Silikaten beabsichtigt ist. Man kommt bei dieser Meilerbrennung nicht auf so hohe
Temperaturen, daß ein »Totbrennen« erfolgt, oder daß für die spätere Gasbetonherstellung
nachteilige Reaktionen eintreten. Diese bisher durchgeführte Meilerbrennung hat
jedoch große Nachteile.
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Die unvollständige Verbrennung erzeugt einen schweren Rauch, der sehr
lästig und für die Vegetation schädlich ist. Man hat keine praktische
Mög-
lichkeit, den Luftzutritt und dadurch den Verbrennungsvorgang genau zu
regeln. Wärmewirtschaftlich ist das Verfahren schlecht, zumal oft bedeutende Brennstoffmengen
dadurch unnütz verbraucht werden, daß der Schiefer nach dem erwünschten Gehalt des
Erzeugnisses an Schieferasche dosiert wird. Der Prozeß geht langsam vor sich, da
man mit Rücksicht auf die Luftzufuhr nur stückförmiges Gut und wenig Grus benutzen
kann.
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Es ist bekannt; zum Brennen von Kalkstein kohlenhaltige Schlacke zu
verwenden. Bei diesem Verfahren wird nach dem Brennen der erhaltene Kalk in bekannter
Weise zermahlen und dann mit der ebenfalls zermahlenen Schlacke vermischt und z.
B. zur Mörtel-und Ziegelherstellung verwendet. Eine Einstellung des Mischungsverhältnisses
vor dem Brennen auf die Eigenschaften des Endproduktes findet -hier nicht statt.
Weiter ist es bekannt, Sintergut auf Saugzug-Sinteranlagen herzustellen und bei
diesem Verfahren minderwertige Brennstoffe, wie Waschberge und Braunkohlenabraum,
zu verwenden. Hierbei verbleibt die Asche im Sintergut. Es sollen jedoch hierbei
sehr hohe Temperaturen, z. B. Sintertemperaturen von 1000 bis 1300' C, erreicht
werden. Für andere Zwecke, nämlich zum Sintern" von Erzen, ist es bekannt, dem Gut
auf einem Verbläserost kalkhaltige Zuschläge zuzugeben. Auch bei diesem Verfahren
können als Brennstoffe Abfallstoffe, gegebenenfalls mit niedrigem Kaloriengehalt,
verwendet werden, deren Menge aber jeweils nur dem Brennvorgang, insbesondere dem
Zersetzungsgrad des Kalkes, angepaßt wird.
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Demgegenüber- ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet,
daß der Anteil an Alaunschiefer
so hoch ist, daß seineverbrennbaren
Bestandteile zum Brennen des Kalkes ausreichen, und daß diesem Gemisch an dem Brennvorgang
nicht oder nur in geringem Maße teilnehmende Zuschlagstoffe in solchen Mengen zugesetzt
werden, daß das Endprodukt ohne weitere Zusätze verwendbar ist.
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Es wird danach unmittelbar Gasbeton-Rohmasse hergestellt, in der bereits
das erforderliche Mengenverhältnis der Bestandteile für den nachträglichen Abbindevorgang
vorliegt. Zu diesem Zweck ist der Anteil des Alaunschiefers gerade so bemessen,
daß die bei der Verbrennung- abgegebene Wärme zum Brennen des Kalkes ausreicht.
Die dem Gemisch zugesetzten Zuschlagstoffe sind an dem Brennvorgang nicht beteiligt,
stellen aber wesentliche Bestandteile des Ausgangsmaterials für Gasbeton dar.
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Durch diese Maßnahmen werden sehr bedeutende Vorteile erreicht. Erfindungsgemäß
wird eine genaue Regelung der Temperatur bei Konstanthaltung der verbrauchten Kalorien
dadurch erzielt, daß der fossile Brennstoff- entsprechend dosiert und_bei.der Besc-lhik-_
kung mit kieselsäurehaltigen Ersatzstoffen für die Schieferasche ergänzt wird, wodurch
der Kalksteinverbrauch und die Ausbeute bei voller Ausnutzung der Kapazität der
Anlage praktisch konstant bleiben, der Wärmeinhalt des Brennstoffes voll ausgenutzt
und unmittelbar ein -für den Verwendungszweck vorzüglich geeignetes Erzeugnis praktisch
unveränderter Zusammensetzung erzielt wird: - -Ein wesentlicher Vorteil des vorliegenden
Verfahrens ist, daß man bei veränderlichem Kalörien-;ehalt des Schiefers sowohl
die Temperatur des Brennverfahrens als auch das Mischungsverhältnis Kalk zu Kieselsäure
im gebrannten Produkt annähernd konstant halten kann, und zwar bei annähernd konstantem
Kalorienverbrauch und voller Ausnutzung des (veränderlichen) Kaloriengehaltes des
Brennstoffes. Dies wird dadurch erzielt, daß der fossile-Brennstoff je nach dem
Kaloriengehalt verschieden dosiert wird (d. h. daß die zugeführte Kalorienmenge
innähernd konstant gehalten wird) und gleich bei der Beschickung mit anderen kieselsäurehaltigen
Materiilien entsprechend dem im Produkt erwünschten Mischungsverhältnis ergänzt
wird.
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Ein weiterer Vorteil ist die bessere Ausnutzung des kalorienhaltigen
Brennstoffes als nach -dem bekannten Verfahren. Während man bei dem bekannten Verfahren
vorzugsweise 1 Teil Kalkstein auf 2 bis 3 Teile eines Alaunschiefers, der bis zu
2000 Kalorien pro kg enthalten kann, verwendet, was somit 5000 Kalorien pro kg Kalkstein
entspricht, genügen bei dem neuen Verfahren weniger als 2000 Kalorien pro kg Kalkstein.
Für den vorliegenden Zweck können daher auch Schiefer mit niedrigerem Wärmewert
als früher, beispielsweise bis herunter zu etwa 700 Kalorien ver= wendet werden.
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Als Ballastmasse können erfindungsgemäß Subtanzen verwendet werden,
deren Eigenschaften durch das Brennen verbessert werden, z. B. Sand, Sandsteine,
niederprozentige Kalksteine, Tonschiefer u. dgl., bei denen beim Brennen eine Änderung
der Kristall-:)berfläche bzw. ein Austreiben von Hydratwasser 3rfolgt, wodurch das
Reaktionsvermögen dieser Subtanzen in bezug auf das Kalkhydrat verstärkt wird. Durch
die Wahl der Ballastmasse hat man hierbei eine Möglichkeit, die Eigenschaften des
Erzeugnisses zu verbessern, da diesem Verbindungen zugesetzt werden können, die
besonders reaktionsfähig sind und somit bei der Hydratisierung eine vorteilhafte
Wirkung haben können. Während bei dem bekannten Verfahren, z. B. ein Teil Kalkstein
auf 2,5 Teile Alaunschiefer verwendet wurde, ist es erfindungsgemäß möglich, die
Beschickung wie folgt durchzuführen: 1 Teil Kalkstein, 1 Teil Alaunschiefer, 0,5
bis 1,5 Teile Quarzsand, Ton oder andere geeignete Materialien, wobei die Menge
des Ersatzmaterials j e nach der chemischen Zusammensetzung, insbesondere dem Kieselsäuregehalt,
verschieden sein kann.
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Beim Brennen soll zweckmäßig die Beschickung, wie es bei einem Brennen
auf Saugrost üblich ist, in inniger Mischung in der Form von feinen Granulen vorliegen,
um eine rasche und wirksame Durchbrennung zu erzielen. Gleichzeitig ist aber darauf
zu achten, daß sie nicht so feinkörnig gemacht wird, daß bei den auftretenden Temperaturen
schädliche Reaktionen zwischen Kalk und Kieseläure eintreten können. In der Regel
wird eine Korngröße von 3 bis 4 mm anzuwenden sein. Die Geschwindigkeit des Brennverfahrens
ist nach Maßgabe der Korngröße so abzupassen, daß es nicht schneller verläuft, als
das Gut durchgebrannt wird. Bei der angegebenen Korngröße kann die Brenngeschwindigkeit
von der Größenordnung von 1 cm/Min. sein.
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Die Brenntemperatur kann bei dem beim Brennen auf einem Saugrost entstehenden
Unterdruck verhältnismäßig niedrig sein, da die Dissoziation des Kalksteins früher
einsetzt. Sie läßt sich daher leicht durch Kontrolle der Temperatur der Abgase oder
ihrer Dampfkondensation überwachen. Die Abkühlung des Brenngutes wird zweckmäßig
rasch vorgenommen, um möglichst wenig Veränderung der Kristalloberflächen der Kieselsäurebestandteile
zu erhalten. Bei einem in dieser Weise richtig abgepaßten Brennvorgang kann man
ein Erzeugnis erhalten, das auch, was die Kieselsäurebestandteile betrifft, leicht
vermahlbar ist.
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Zweckmäßig kann der Brennvorgang in einer Anlage der im Patent 937
128 beschriebenen Art durchgeführt werden, in der die Rostpfannen in geschlossenem
Kreis unter Aufrechterhaltung eines Stapels von wenigstens drei Pfannen geführt
werden, von denen eine Pfanne zwischen zwei kälteren Pfannen gebrannt wird, so daß
ein »Totbrennen« des Materials bei der Zündung vermieden wird und die gegebenenfalls
vorliegende Flüchtigkeit der benutzten Brennstoffe für die Zündung ausgenutzt werden
kann, weil sich die Brennstoffe zu einem großen Teil auf der Oberfläche der frischen
zu zündenden Beschickung niederschlagen.
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Für die Herstellung von Gasbeton aus dem Erzeugnis kann man in üblicher
Weise vorgehen: Das Gut wird fein vermahlen, undWasser und ein porenbildendes Mittel,
beispielsweise Aluminiumpulver, werden zugesetzt, und nachdem die Poren gebildet
sind, wird das Material geformt und sodann im Autoklav gehärtet, indem es'unter
der- Wirkung von Druck und Wärme dadurch abbindet, daß -das Kalkhydrat und die Kieselsäürebestandteile
unter Bildung von Kalksilikaten miteinander reagieren: -