DE1084629B - Verfahren und maschinelle Anlage zur Herstellung von Bausteinen, insbesondere Schalenbausteinen, aus zementgebundenen, leichten oder poroesen Baustoffen - Google Patents

Description

• Verfahren und maschinelle .Anlage zur Herstellung von Bausteinen, insbesondere Schalenbausteinen, aus zementgebundenen, leichten oder porösen Baustoffen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine maschinelle Anlage zur automatischen, kontinuierlichen Herstellung von Bausteinen, insbesondere Schalenbausteinen, aus zementgebundenen, leichten oder porösen Baustoffen, wie beispielsweise Bims, Lava, insbesondere Schaumlava, und Hochofenschlacke.
• Bei der Herstellung von zementgebundenen Bausteinen ist bisher der unangenehmste Nachteil der, daß die Zeit für die Härtung und Trocknung der Steine bis 28 Tage beträgt, so daß ein erheblicher Lagerraum für Fertigprodukte erforderlich ist. Weiter bedingt die Herstellung unerwünschte Zeitverluste, und zwar durch die einzelnen unterbrochenen Verfahrensstufen und den dadurch bedingten Aufwand für Transport und Lagerung. Schließlich erfordern die in großer Menge benötigten üblichen Bindemittel einen erheblichen Kostenaufwand. Der Bedarf an Bedienungs-und Verwaltungspersonal ist entsprechend groß. Der Erfinder hat sich daher dieAufgabe gestellt, ein kontinuierliches Herstellungsverfahren für Bausteine aus Leichtbeton vom Aufbereiten und Mischen der Grundstoffe bis zum einbaufertigen bzw. versandfähigen Baustein unter Vermeidung des Zeitaufwandes für Härtung und Trocknung zu schaffen.
• Bekanntlich erhalten Betonsteine ihre Härte durch einen chemischen Vorgang, das sogenannte Abbinden, bei dem Kristallwasser aufgenommen wird. Es ist bekannt, dieses Härten mit Hilfe von Dampf vorzunehmen. DieserHärtevorgang genügt jedoch nicht, um einen transportwürdigen und baureifen Stein zu erhalten. Vielmehr enthalten derart gehärtete Steine einen großen Wasserüberschuß, der einen Trockenzeit bis zu 28 Tagen im Freien erfordert, was in der feuchtkalten Jahreszeit oft gar nicht durchführbar ist. Erst nach erfolgter Trocknung sind die Steine verwendungsfähig. Außer dem Zeitaufwand für die Trocknung bedingt diese auch einen erheblichen Lagerraum, da das Abtransportieren nasser Steine unwirtschaftlich hohe Transportkosten ergeben würde.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine automatische Herstellung von Leichtbetonsteinen, einschließlich Trocknung und Härtung, ermöglicht, bei der innerhalb von 6 Stunden fertige, also gehärtete und getrocknete Bausteine versandfertig zur Verfügung stehen.
• Eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßenVerfahrens enthält natürlich zumTeil an sich bekannte Vorrichtungen, die aber auf neue Weise kombiniert und mit zusätzlichen Einrichtungen versehen sind. Es wird auf diese Weise ermöglicht, bei einer Anlage nach der Erfindung zum Herstellen von Bausteinen 1500 t Rohstoffe in 24 Stunden mit nur etwa 80 Arbeitskräften statt bisher 600 bis 700 Arbeitern und Angestellten umzusetzen. Neben der Einsparung von Arbeitskräften ist der Fortfall der bisher zur Härtung erforderlichen großen Lagerplätze und die bedeutendeEinsparung anWärmeenergie für die wirtschaftliche Bedeutung des neuen Verfahrens mit maßgebend.
• Die Erfindung geht davon aus, daß in bekannter Weise mit Bindern gemischte Zuschlagstoffe zu Steinen geformt werden. Die fertiggeformten Steine werden dann nach der Erfindung in Härtekanälen im Gegenstromprinzip derart mit Heißluft in Verbindung gebracht, daß die bereits gehärteten Formlinge durch frische Heißluft getrocknet werden und die hierbei entwickelten nassen Dampfschwaden zur Härtung der nächstfolgenden Produktionsstufe dienen. Es wird also nach der Erfindung die für die Härtung mit Heißdampf aufzuwendende Wärmeenergie zugleich zum Trocknen der Steine verwendet, also doppelt ausgenutzt. Dadurch wird eine sofortige, künstliche Trocknung der Steine ermöglicht ohne zusätzlichen Bedarf an Wärmeenergie, der andernfalls eine künstliche Trocknung der Steine wirtschaftlich untragbar machen würde. Mit anderen Worten, es wird die normalerweise lediglich für das Härten aufzuwendende Wärmeenergie nicht in den Dampf für das Härten, sondern in trockene Luft hineingesteckt, und diese trockene Heißluft nimmt während des Trockenvorgangs Feuchtigkeit aus den nassen Steinen auf und bildet Dampfschwaden, die dann anschließend sofort zum Härten der im Härtekanal folgenden nächsten Gruppe frisch geformter Steine verwendet werden.
• Dieses erfindungsgemäße Gegenstromprinzip kann nach einem weiteren Erfindungsgedanken dadurch ergänzt werden, daß die Wärmeenergie, die in den Dampfschwaden beim Verlassen der Härtekanäle noch enthalten ist, über einen Wärmetauscher od. dgl. im Kreisprozeß für die Erwärmung der Trockenluft verwendet wird, die an dem Ende der Kanäle, wo die fertigenSteine austreten, denKanälen zugeführt wird. Die im Wärmetauscher wiedergewonnene Energie reicht natürlich allein nicht aus, um die Trockenluft genügend zu erwärmen; es braucht jedoch dann nur noch ein Anteil der erforderlichen Wärmeenergie von einer in den Kreislauf eingeschalteten Wärmequelle ergänzt zu werden, während der Hauptanteil der zum Trocknen und Härten erforderlichen Wärme laufend im Kreisprozeß über den Wärmetauscher zurückgewonnen wird. Es ergibt sich also der große weitere Vorteil, daß zum Trocknen und Härten der Steine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren weniger Wärmeenergie benötigt ,wird, als bei den bisher bekanntenVerfahren lediglich für dasHärten mitDampf verwendet werden mußte, ohne daß die Steine dabei gleichzeitig getrocknet wurden.
• Für das kontinuierliche Herstellungsverfahren nach der Erfindung ist es zweckmäßig, zum schnellen Erreichen der für das Entformen -der Steine erforderlichen Mindestfestigkeit in an sich bekannter Weise vorgewärmte Zuschlagstoffe für die Formlinge zu verwenden. Hierfür kann gegebenenfalls als Zuschlagstoff aus einem Granulierv erfahren stammender, noch warmer Schlackensand, Hüttenbims od. dgl. verwendet werden. Die Wärme der im Granulierverfahren anfallenden Dampfschwaden kann dabei vorteilhaft für die Härtungs- und Trocknungsstufe Verwendung finden.
• Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann als Ausgangsprodukt für die Steinherstellung vorteilhaft noch flüssige, also heiße Schlacken aus einem Hochofen od. dgl. dienen, die durch einen Wärmetauscher geleitet wird, aus dem gewonnene Abwärme einerseits der Trocknungs- und Härtungsstufe sowie gegebenenfalls vorzuwärmenden Zuschlägen für die Formlinge zugeführt wird, während andererseits die Schlacke selbst über Zerkleinerungs- und Siebvorrichtungen den Zuschlägen und auch den Bindemittelmaschinen, jeweils in entsprechenden Körnungen, zugeführt wird.
• Eine Anlage zum Durchführen des Verfahrens kann aus einem Steinwerk zur Herstellung von Leichtbetonsteinen bestehen, bei dem den Formvorrichtungen für die Bausteine eine Fördereinrichtung für die Steine nachgeschaltet ist, die einen Härtekanal durchläuft, ,vobei Mittel zum Einleiten von Heißluft am Ende und Mittel zum Ableiten der feuchten Luft und der Dampfschwaden am Anfang des Härtekanals vorgesehen sind.
• Der Härtekanal der Anlage wird zweckmäßig mit einem Wärmetauscher derart verbunden, daß Eingang und Ausgang der Kanalanlage an den Wärmetauscher angeschlossen sind.
• Eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht in der Hauptsache aus sechs Hauptgruppen maschineller Einrichtungen: I. Die Förderung der Zuschlagstoffe und deren Aufbereitung, d. h. Wäsche-, Sieb-, Zerkleinerungs-und Mahleinrichtung für die Erstellung der gewünschten Korngrößen; anschließend II. die Vorwärmeeinrichtung, etwa nach Art einer drehenden Rösttrommel, die ihre angewärmte Mischung der Zuschlagstoffe, wie Bims, Lava und Hochofenschlacke, an III. einen Verteilerbottich abgibt, der mit Mischern verbunden ist, in die nunmehr die vorbereiteten Bindemittel zugegeben werden, also Portlandzement und feingemahlene Hochofenschlacke oder Hochofenzement. Die Mischer sind mit den IV. Formmaschinen verbunden, die von Unterverteilern mit dem gemischten, warmen Grundstoff bedient werden und in bekannter Weise mit Rüttelformen versehen sind. Vor den Ablagestellen mit der Fertigform läuft eine Fördereinrichtung, vorzugsweise ein Gehänge, vorbei, auf das die Fertigformen automatisch abgesetzt werden, die dann die V. Härte- und Trockenanlage durchlaufen, die aus in Schlangenlinie laufenden Kanälen besteht und mit Trockenheißluft im Gegenstrom durchflossen wird.
• VI. Zur Herstellung der benötigten Kraft und Wärme dient ein Kraftwerk und zur Beschaffung der erforderlichen Hochofenschlacke und deren Abwärme eine Hochofenanlage.
• Hierzu kommen noch die erforderlichen Untergruppen, wie Siebe, Zerkleinerungsmaschinen, Zubereiter für die Bindemittel und für die Mischverhältnisse, Abwärmequelle mit Wärmeaustauscher und Kreislaufumtrieb der getrockneten Heißluft, Kontrollanlage für die Regelung der Temperatur, der Feuchtigkeit, der Druckfestigkeit, der Rüttelenergie usw.
• Hierzu gehört auch die Hochofengruppe zur Schlackenverwertung in der Art, daß einerseits ein Teil der flüssigen Schlacke zu porösem Zuschlagstoff verarbeitet wir,:d, während der andere feingekörnte Teil als Bindemittel verwendet wird. Die Schlacke wird direkt aus dem Hochofen flüssig abgeleitet und in einem Wasserbehälter abgeschreckt. Hierbei sondern sich die porösen Zuschlagstoffe und die massiven Körnungen für Binder automatisch aus, die nach Siebung ihren Mischbehältern zugeführt werden.
• Eine beispielsweise Ausführungsform eines Steinwerks nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
• Fig. 1 zeigt die Förderanlage mit Sieb- und Zerkleinerungsvorrichtungen I mit anschließendem Vorwärmer Il und folgendem Mischer und Verteiler IIl sowie auf der untersten Stufe die Formmaschinen IV; Fig. 2 ist der Einzelausschnitt der Gruppe III mit dem Misch- und Verteilersystem; Fig.3 ist die Draufsicht auf die Anlage mit der Härte- und Trockenanlage V; Fig. 4 zeigt die Hochofenanlage vor der Gruppe I und III mit ihren Abschreck-, Sieb-, Mahl- und Abwärmeeinrichtungen.
• In Fig. 1 sind die Gruppen I, II, III und IV zusammengefaßt. Zu der Gruppe I gehören die Silos 1 und 2 der Zuschlagstoffe Bims, Schaumlava und eventuell weitere Zuschläge, wie Hochofenschlacke. Durch die Elevatoren 4 und 5 werden diese Zuschlagstoffe dem Behälter 7 zugeführt, der mit einer Siebeinrichtung verbunden ist, so daß die abgesiebten größeren Körnungen als 1 bis 10 mm dem Zerkleinerungsgerät 8 zugeleitet werden, so daß die auf die erforderliche Körnung gebrachten Zuschlagstoffe über die Rutsche 9 der Drehrösttrommel 10 zugeführt werden. In dieser Trommel 10 werden die Zuschlagstoffe auf 30 bis 60° C erwärmt und dann an den Verteiler 11 abgegeben, von dem sie zu den Mischern 14 geleitet werden. Außer den Zuschlägen wie Bims, Schaumlava od. dgl. wird in den Behälter 7 als Zuschlagstoff auch zermahlene Hochofenschlacke im gewünschten Maße zugeführt und mit den anderen Zuschlagstoffen in der Trommel 10 erwärmt. Zu den Mischern 14 wird über den Sammelbehälter 3 klein (aus 0 bis 1 mm Korngröße) gemahlene Hochofenschlacke vorzugsweise von 0 bis 35 1, und gegebenenfalls noch bis zu 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Bindemasse, Portlandzement als Binder zugegeben. Von den Mischern 14 wird der nunmehr fertige Grundstoff über die Fördergeräte 15 zu den Formmaschinen16 abgeleitet und dort in Formmaschinen mit den Rüttlern 18 in die gewünschte Profilform gepreßt und auf den Ablagen 20 abgelegt. Von diesen gehen die Formlinge zu der beispielsweise 450 m langen Härte- und Trockenanlage V, und zwar werden sie auf die Hängebahn 21 automatisch abgegeben, die durch die Schlangenkanäle 22 führt, bis die Formlinge bei den Ablageplätzen 23 ankommen und von dort auf die Laderampe 24 abgesetzt werden.
• Die als Zuschlagstoff und als Binder zugeführte Hochofenschlacke kommt von dem Hochofen 33 und wird über das Ablaßrohr 34 in den Wasserbehälter 35 abgelassen. Dort wird die flüssige Hochofenschlacke abgeschreckt und die immer noch warme Schlacke über den Elevator 36 od. dgl. über das Förderband 37 der Siebeinrichtung 38 zugeleitet. Die Grobkörnung läuft von dort ab über den Elevator 39 od. dgl. zu der Gruppe I in den Behälter 7. Die als Binder zu verwendende, von 0 bis 1 mm abgesiebte Hochofenschlacke läuft über die Fördereinrichtung 40 zu der Mahlvorrichtung 41, der auch aus dem Behälter 42 Portlandzement zugegeben wird. Diese so zusammengesetzte Bindermasse mit Korngröße 0 bis 35 #t läuft nach dem Mahlvorgang über die Leitung 43 zu dem Sammelbehälter 3 der Gruppe III.
• Es ist bereits bekannt, daß die feingemahlene Hochofenschlacke ein ausgezeichnetes Bindemittel ist und nur nach gewählter Zugabe von Portlandzement als Hauptbestandteil des Grundstoffes zur Bindung dient, die nach Festigkeit, Isolierfähigkeit und Härtungszeit reguliert werden kann.
• Die in dem Wasserbehälter 35 erzeugte Dampfmenge wird über die Rohrleitung 44 der Gruppe V dem Wärmeaustauscher 30 zugeführt, in welchem der feuchte Dampf zu trockener Hitze übertragen wird, die in dem Aufwärmer 32 auf die erforderliche Temperatur für den Trocknungs- und Härtungsvorgang in den Kanälen gebracht wird. Diese trockene Hitze wird den Kanälen am Auslauf der Formsteine eingeführt, wo sie in der letzten Hälfte der Kanalschlange 22 die gehärteten, aber noch sehr nassen Steine trocknet, die hierdurch entstandene Feuchtigkeit aufnimmt und der ersten Hälfte bis zum Eingang der frischen Fertigsteine in die Kanäle zuführt, so daß durch den hierdurch entstandenen nassen Dampf die Härtung der Formsteine erfolgen kann. Die aus den Kanälen abströmende Wärme wird über die Leitung 31 dem Wärmeaustauscher 30 wieder zugeführt, und die dort aufgewärmte Heißluft wird dann wieder im Kreislauf in die Kanäle geschickt.
• In Fig. 3 ist der Weg der Steine durch Pfeile ä und der Weg der Luft durch Pfeile b angedeutet.
• An einer Kontrollstelle sind die verschiedenen Geräte für die Kontrolle der einzelnen Gruppen untergebracht, so für die Regelung der Stein-Druckfestigkeit des Geräts 26 mit der Kontrolle 29 für die Stein-Feuchtigkeit.- Das Gerät 27 dient zur Kontrolle und Regelung der Rüttelenergie der Formmaschinen und das Gerät 28 zur Temperaturkontrolle der Kanäle 22. 45 ist das -Kraftwerk für die mechanische Bewegung, in dem auch noch Abwärme verwertet werden kann.
• Die Gruppe III enthält die Mischer, die vorteilhaft doppelt ausgeführt werden, da diese in kürzeren Abständen gereinigt, auch repariert werden müssen, so daß man leicht von einem auf den anderen Mischer umstellen kann, ohne den Betrieb zu stören. Das gleiche gilt für die Formmaschinen 16, 18 der Gruppe IV. Durch die doppelte Ausführung dieser Maschinenaggregate wird der mechanische Betrieb alternativ fortlaufend gewährleistet.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Herstellen von Bausteinen, insbesondere Schalenbausteinen, aus zementgebundenen, leichten oder porösen Baustoffen, wie Bims, Schaumlava, Hochofenschlacke, im Fließverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die fertig geformten Formlinge in Härtekanälen im Gegenstromprinzip derart mit Heißluft in Verbindung gebracht werden, daß die bereits gehärteten Formlinge durch die frische Heißluft getrocknet werden und die hierbei entwickelten nassen Dampfschwaden zur Härtung der nächstfolgenden Produktionsstufe dienen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeenergie, die in den Dampfschwaden beim Verlassen der Härtungsstufe enthalten ist, über einen Wärmetauscher od. dgl. im Kreisprozeß für die Erwärmung der Trockenluft verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum schnellen Erreichen der für das Entformen erforderlichen Mindestfestigkeit in an sich bekannter Weise vorgewärmte Zuschlagstoffe für die Formlinge verwendet werden.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoff aus einem Granulierverfahren stammender, noch warmer Schlackensand, Hüttenbims od. dgl. verwendet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme der im Granulierverfahren anfallenden Dampfschwaden für die Härtungs-und Trocknungsstufe Verwendung findet.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangspunkt noch flüssige Schlacke aus einem Hochofen dient, die durch einen Wärmeaustauscher geleitet wird, aus dem die gewonnene Abwärme einerseits der Trocken- und Härteanlage sowie den Zuschlägen für die Formlinge zugeführt wird und andererseits die Schlacke über Zerkleinerungs- und Siebvorrichtungen gleichfalls den Zuschlägen und auch den Bindemittelmischern in den entsprechenden Körnungen zugeführt wird.
7. 7. Steinwerk zurHerstellung vonBausteinen aus Leichtbeton im kontinuierlichen Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine den Formvorrichtungen für die Bausteine nachgeschaltete Fördereinrichtung (21), die einen Härtekanal (22) durchläuft, sowie durch Mittel zum Einleiten von Heißluft am Ende und zum Ableiten feuchter Luft und Dampfschwaden am Anfang des Härtekanals. B. Steinwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daB die Kanalanlage (22) mit einem Wärmeaustauscher (30,32) im Kreislauf verbunden ist, wobei der Eingang und der Ausgang der Kanalanlage an den Wärmeaustauscher angeschlossen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 906 427, 354 003, 545 681; österreichische Patentschrift Nr. 173 254; schweizerische Patentschrift Nr. 281682.