DE1256140B

DE1256140B - Process and furnace for the production of blue clay

Info

Publication number: DE1256140B
Application number: DESCH34485A
Authority: DE
Inventors: Fritz Schauffele
Original assignee: FRITZ SCHAUFFELE
Current assignee: FRITZ SCHAUFFELE
Priority date: 1964-01-18
Filing date: 1964-01-18
Publication date: 1967-12-07

Description

Verfahren und Ofen zur Herstellung von Blähton Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Blähton mit einem schachtartigen Ofen, durch den der Ton über zickzackförmig angeordnete Durchlaufrutschen hindurchläuft. Blähton ist ein keramisches Erzeugnis, dessen Scherben porös und dessen Oberfläche dicht gesintert ist. Sein Raumgewicht beträgt 0,4 bis 0,5 g/cm3. Er wird insbesondere an Stelle von Kies als Zuschlagstoff für Beton oder Betonerzeugnisse verwendet.Method and furnace for making expanded clay The invention relates to a method of making expanded clay with a shaft-like furnace through which the clay runs through chutes arranged in a zigzag pattern. Expanded clay is a ceramic product whose body is porous and its surface is dense is sintered. Its density is 0.4 to 0.5 g / cm3. He becomes particular used in place of gravel as an aggregate for concrete or concrete products.

Ton enthält neben Tonmineralien und Kieselsäure sowohl organische Bestandteile und Salze, die bei Erhitzung sublimieren, als auch chemisch und physikalisch gebundenes Wasser, die das Aufblähen verursachen. Wesentlich ist, daß beim Brand die Bläheigenschaften des Tones durch einen geeigneten Temperaturanstieg geweckt werden. Dabei muß die Voraussetzung erfüllt sein, daß die Oberfläche dei Tongranalien im Augenblick der Gasbildung, d. h. des Aufblähens, dicht gesintert ist und so ein Austreten der Gase verhindert wird. Der Bläheffekt kann je nach Feuerführung und Tonart das Eineinhalbbis Dreifache des Ausgangsvolumens betragen.In addition to clay minerals and silicic acid, clay also contains organic Components and salts that sublime when heated, as well as chemically and physically bound water that causes puffing. It is essential that in the event of a fire the expansion properties of the clay are awakened by a suitable temperature rise will. The prerequisite must be met that the surface of the clay granules at the moment of gas formation, d. H. of bloating, dense sintered and such a thing Escape of the gases is prevented. The swelling effect can depend on the fire control and Key must be one and a half to three times the original volume.

In bekannter Weise wird Blähton im Drehrohrofen hergestellt. Während des Sinterns kommt es häufig vor, daß die Granalien aneinanderkleben, es entsteht eine Art Kuchen- bzw. Klumpenbildung, die eine Nachzerkleinerung des gebrannten Gutes erfordert. Dabei wird die Sinterhaut zerstört, die geöffneten Poren füllen sich bei der Betonherstellung mit Zement, und der daraus hergestellte Leichtbeton erreicht nur eine mittlere Qualität. Darüber hinaus kann das Gut nicht völlig gleichmäßig gebrannt werden, so daß ein gewisser Ausschuß durch tlberbrand bzw. Schwachbrand entsteht. Zur Vermeidung dei Klumpenbildung im Ofen sowie einer Ansatzbildung an den Ofenwänden selbst wurde bereits vorgeschlagen, das zu brennende Gut mit einer Außenschicht zu umgeben, die z. B. aus Quarzsand besteht. Damit während des Durchlaufens durch den Ofen keine Abriebpartikelchen entstehen, hat man außerdem ein Bindemittel, wie Zement, Kalkhydrat, Gips od. dgl., zugegeben (deutsche Auslegeschrift 1154 753). Um ein Zusammenbacken der einzelnen Teilchen zu verhindern, ist auch schon angeregt worden, für die Außenschicht ein oxydierend gebranntes eisenoxydhaltiges Silikat zu verwenden (deutsche Auslegeschrift 1160 776).Expanded clay is produced in a rotary kiln in a known manner. During sintering it often happens that the granules stick to one another, a kind of cake or lump formation occurs, which requires the fired material to be re-crushed. This destroys the sintered skin, the opened pores are filled with cement during the production of concrete, and the lightweight concrete made from it is only of medium quality. In addition, the material cannot be burned completely evenly, so that a certain amount of waste is created by overfiring or weak firing. To avoid dei lump formation in the furnace and a build-up on the furnace walls themselves, it has already been proposed to surround the material to be burned with an outer layer which, for. B. consists of quartz sand. In order to prevent abrasion particles from developing during passage through the furnace, a binding agent such as cement, hydrated lime, gypsum or the like has also been added (German Auslegeschrift 1 154 753). In order to prevent the individual particles from caking together, it has already been suggested to use an oxidizing, burned iron oxide-containing silicate for the outer layer (German Auslegeschrift 1160 776).

Ein bekannter Ofen zur Herstellung von Blähton setzt sich zusammen aus einem vertikal stehenden Vorwärmturm und einer horizontal liegenden Heizkammer. Im Vorwärmturm sind zickzackförmig angeordnete Rutschen vorgesehen, auf denen das zu brennende Gut der eigentlichen Heizkammer zugeführt wird. In dieser Heizkammer befinden sich ein fahrbarer Schwingrost, auf dem der Fertigbrand erreicht wird (französische Patentschrift 1253 566). Durch das Fertigbrennen in mindestens nahezu horizontaler Lage kann ein Zusammenbacken des erweichten Brenngutes nicht vermieden werden. Da das Anbacken auch auf der Auflagefläche nicht ganz verhindert werden kann, muß der Wagen mit den Schwingungserzeugern häufig aus dem Ofen herausgefahren und gereinigt werden. Beim Stillsetzen des Ofens backt schließlich auch das noch auf den Rutschen liegende Material zusammen, so daß der Betrieb sehr störanfällig ist. Ein gleichmäßiger Ofenbrand und ein kontinuierlicher großer Ausstoß sind nur schwer erreichbar.A well-known furnace for the production of expanded clay is put together from a vertical preheating tower and a horizontal heating chamber. In the preheating tower there are chutes arranged in a zigzag pattern on which the The material to be burned is fed to the actual heating chamber. In this heating chamber there is a mobile vibrating grate on which the finished fire is achieved (French Patent specification 1253 566). By the final firing in at least almost horizontal Caking of the softened firing material cannot be avoided. There the caking on the support surface cannot be completely prevented, the must The car with the vibration generators is often driven out of the furnace and cleaned will. When the oven comes to a standstill, it also bakes on the slides lying material together, so that the operation is very prone to failure. A steady one Furnace fire and a continuous high output are difficult to achieve.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem Blähton in großer Menge hergestellt werden kann, wobei der Ofen also einen hohen Ausstoß zuläßt und eine wenig störanfällige Arbeitsweise erreicht wird. Es muß nicht nur das Zusammenbacken der einzelnen Teilchen während des Durchgangs durch den Ofen vermieden werden, sondern der Durchgang soll auch während einer relativ kurzen Zeit erreicht werden, wobei am Ende der Durchlaufrutschen bereits das fertige Erzeugnis vorliegt. Die gesinterte Oberfläche des Blähtons soll eine gute Bindefähigkeit bei der Weiterverarbeitung, z. B. zu Leichtbeton, aufweisen.The invention is based on the object of creating a method can be made with the expanded clay in large quantities, with the furnace so one allows high output and a less prone to failure mode of operation is achieved. It does not just have to cause the individual particles to stick together during the passage through the furnace should be avoided, but the passage should also be during a relative can be achieved in a short time, with the finished slide at the end of the slide Product is present. The sintered surface of the expanded clay should have good binding properties in further processing, e.g. B. to lightweight concrete.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Oberfläche der Tongranulate vor dem Einbringen in den Ofen mit einem als Zuschlagstoff dienenden, exotherm reagierenden Metall versehen wird und die Tongranulate auf den im Ofen angeordneten schrägen Rutschen mittels annähernd horizontal gerichteten Brennern zu Blähton fertiggebrannt werden. Durch die Verwendung des exotherm reagierenden Metalls als Zuschlagstoff wird nicht nui vermieden, daß die Granulate zusammenbacken, sondern insbesondere wird durch den auftretenden Temperatursprung bei der Reaktion die Sinterung der Oberfläche beschleunigt, so daß ein besonders gleichmäßig und einwandfrei gebrannter Blähton erzeugt wird. Durch diesen Temperatursteigerungssprung kann unter Verwendung von Brennern im Bereich der Durchlaufrutschen erreicht werden, daß im schnellen Durchlauf das fertige Erzeugnis bereits beim Austritt aus der letzten Rutsche vorliegt. Die Verkürzung der Brennzeit führt auch zu einer Brennstoffersparnis.To solve this problem, the invention provides that the surface the clay granules before being introduced into the furnace with an aggregate, exothermically reacting metal is provided and the clay granules on the in the furnace arranged inclined chutes by means of almost horizontally directed burners to be burned into expanded clay. By using the exothermic reacting Metal as an aggregate is not nui avoided the granules caking, but in particular is caused by the temperature jump that occurs in the reaction accelerates the sintering of the surface, so that a special evenly and perfectly fired expanded clay is produced. Because of this jump in temperature can be achieved using burners in the area of the pass-through chutes, that in a fast run the finished product is already at the exit from the last one Slide is present. The shortening of the burning time also leads to a fuel saving.

Besonders geeignet als Zuschlagstoff ist Aluminiumpulver, dessen Sinterpunkt über dem Sinterpunkt des zu brennenden Tones liegt. Neben der Verkürzung der Brennzeit wird erreicht, daß der Blähton bei der Betonherstellung mit dem Zement durch das aufgebrachte Metall wesentlich besser abbindet. Wenn es sich um plastischen Ton handelt, wird dieser in einem Kollergang aufbereitet und über eine Transporteinrichtung einem Granulierteller bzw. einer Strangpresse und von hier aus einem Silo zugeleitet, um dann über eine Förderanlage zum Ofen zu gelangen. Bei Schieferton wird mit Backenbrechern und Schwingsieben gearbeitet. Die Aufstäubung des Aluminiumpulvers findet zweckmäßig kurz vor der Einführung des Tones in den Ofen statt. Beim Eintritt des Brenngutes in die Brennzone erfolgt die spontane Oxydation des Aluminiums, wodurch der gewünschte plötzliche Temperaturanstieg erzielt wird, so daß sofort die Sinterung an der Oberfläche der Granalien erfolgt, bevor irgendwelche Gasbildungen entstehen. Der so in großen Mengen hergestellte Blähton wird insbesondere zu Beton für den Hoch- und Tiefbau verarbeitet. Bei guten Festigkeitseigenschaften des Betons ist dieser leicht, es wird wenig Zement benötigt, daß sich durch die Kugelform -der Blähtonteilchen eine gute Fülligkeit ergibt. Durch die Gewichtseinsparungen können die Fundamente kleiner gehalten werden, die wärmedämmenden und feuchtigkeitsabhaltenden Eigenschaften sind sehr gut.Aluminum powder, its sintering point, is particularly suitable as an additive is above the sintering point of the clay to be fired. In addition to shortening the burning time it is achieved that the expanded clay during the concrete production with the cement through the applied metal binds much better. If it is plastic clay it is processed in a pan mill and transferred to a transport device a granulating plate or an extrusion press and fed from here to a silo, to then get to the furnace via a conveyor system. Jaw crushers are used for slate clay and vibrating sieves worked. The atomization of the aluminum powder is expedient just before the introduction of the clay into the oven. When the material to be fired enters The spontaneous oxidation of the aluminum takes place in the combustion zone, resulting in the desired sudden temperature rise is achieved, so that immediately the sintering on the surface of the granules takes place before any gas formation occurs. The big one Expanded clay produced in large quantities is turned into concrete for building construction and civil engineering in particular processed. If the concrete has good strength properties, it is light, it little cement is needed that the spherical shape of the expanded clay particles creates a good bulk results. Thanks to the weight savings, the foundations can be smaller which are heat-insulating and moisture-repellent properties very good.

Der Ofen zur Ausübung des Verfahrens ist als Schachtofen mit annähernd parallelen Wänden ausgebildet, im Ofenmantel sind etwa horizontal gerichtete Brenner angeordnet, die auf die zickzackförmig eingebauten Durchlaufrutschen gerichtet sind. Zur Steuerung der Durchlaufgeschwindigkeit können in die einzelnen Rutschen Stufen eingebaut sein. Beim Aufprall auf der nächsten Stufe verringert sich jeweils der Geschwindigkeitsvektor, und die Gleichmäßigkeit des Ausbrandes wird erhöht. Zweckmäßigerweise können mehrere Rutschen nebeneinander und mit Zwischenraum voneinander eingebaut sein, wobei z. B. die Neigung der einzelnen, nebeneinander angeordneten Rutschen verschieden groß sein kann und die Durchlaufgeschwindigkeit dem Durchmesser der Granalien entspricht und dem Blähverhalten des Brenngutes angepaßt ist. Mit dem gleichen Ofen und der gleichen Brennereinstellung lassen sich so Tone mit verschiedener Zusammensetzung und dementsprechend verschiedener Blähneigung brennen, und es können gleichzeitig Granalien verschiedener Größe verarbeitet werden.The furnace for carrying out the process is as a shaft furnace with approximately parallel walls, in the furnace shell are approximately horizontally directed burners arranged, which are directed towards the zigzag built-in flow chutes. To control the throughput speed, you can use the individual chutes in stages be built in. When impacting the next step, the will decrease Velocity vector, and the uniformity of the burnout is increased. Appropriately several slides can be installed next to each other and with a gap between them be, where z. B. the inclination of the individual, juxtaposed slides can be of different sizes and the throughput speed the diameter of the Corresponds to granules and is adapted to the expansion behavior of the material to be fired. With the The same oven and the same burner setting can be used with different clays Burn composition and, accordingly, different tendency to puff, and it can granules of different sizes are processed at the same time.

Im oberen Teil des Ofens kann durch einen schräg verlaufenden Boden eine Vorwärmzone gebildet sein, und in diesem Boden können regelbare Auslaßöffnungen für den Übergang in die Rutschen vorgesehen sein, wobei die Vorwärmzone von Rauchgasrohren durchsetzt ist. Die Rohre übernehmen die Aufwärmung des eingeschüttteten Tones, zweckmäßigerweise münden sie in einen Sammelraum, wobei dann am unteren Ende der Förderanlage für den Ton in den Ofen ein Saugzuggebläse angeordnet ist, das die Rauchgase aus dem Sammelraum zur Vorwärmung des Tones über die Förderanlage abzieht. Diese Vorwärmung erhöht zusätzlich die Wirtschaftlichkeit der Anlage.In the upper part of the oven, there is a sloping floor a preheating zone can be formed, and controllable outlet openings can be formed in this base be provided for the transition into the chutes, the preheating zone of flue gas pipes is interspersed. The pipes take over the heating of the poured clay, expediently they open into a collecting space, then at the lower end of the Conveyor system for the clay in the furnace is arranged an induced draft fan, which the Extracts flue gases from the collecting space to preheat the clay via the conveyor system. This preheating also increases the profitability of the system.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung, die eine beispielsweise Anlage mit einem Ofen zur Ausübung des Verfahrens darstellt, näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Ansicht der Anlage in schematischer Darstellung, F i g. 2 ein Diagramm mit dem Temperaturverlauf beim Durchgang durch den Ofen, F i g. 3 einen Schnitt durch den Ofen gemäß Linie III-III in F i g. 1, F i g. 4 einen Schnitt durch den Ofen gemäß Linie IV-IV in F i g. 1, F i g. 5 einen Schnitt durch die Rutschen gemäß Linie V-V in F i g. 4, F i g. 6 eine Rutsche in schematischer Darstellung von der Seite mit einem Stufensprung.Further details of the invention are based on the drawing, which represents an example of a system with a furnace for carrying out the process, explained in more detail. It shows F i g. 1 a view of the system in a schematic representation, F i g. 2 shows a diagram with the temperature profile when passing through the furnace, F i g. 3 shows a section through the furnace according to line III-III in FIG. 1, Fig. 4 one Section through the furnace according to line IV-IV in FIG. 1, Fig. 5 a section through the slides according to line V-V in FIG. 4, fig. 6 a slide in schematic form Representation from the side with one increment.

Wird als Rohmaterial plastischer Ton verwendet, so wird dieser zunächst in einem Kollergang 1 verarbeitet und über eine Rutsche 2 an eine Transporteinrichtung 3 weitergegeben, die ihn an einen Granulierteller 4 abgibt. Auf diesem Granulierteller 4 bilden sich kugelförmige Tonteilchen unterschiedlicher Größe, die über ein Becherwerk 5 einem Silo 6 zugeführt werden. Der Ton tritt in seiner granulierten Form aus diesem Silo 6 aus einer Auslaßöffnung 7 aus und fällt in eine Kammer B. Beim Durchgang durch diese Kammer wird Aluminiumpulver aus einem Behälter 9 über einen Drucklufterzeuger 10 und entsprechende Düsen 11 eingestäubt. Die auf ihrer Oberfläche mit Aluminium behafteten Tonteilchen werden dann über eine Förderanlage 12 einem horizontal liegenden Förderband 13 zugeführt, von dem aus sie schließlich in eine durch einen schräg verlaufenden Boden 14 abgetrennte Vorwärmzone 14' eines als Schachtofen ausgebildeten Ofens 15 gelangen. Der Boden 14 wird von Rauchgasrohren 16 durchzogen, die die Abgase einem Sammelraum 17 zuführen, der über einen Kanal 18 mit einem Saugzuggebläse 19 in Verbindung steht. Die heißen Abgase werden damit zur weiteren Vorwärmung des Tons herangezogen.If plastic clay is used as the raw material, it is first processed in a pan 1 and passed on via a chute 2 to a transport device 3, which transfers it to a granulating plate 4. On this granulating plate 4 , spherical clay particles of different sizes are formed, which are fed to a silo 6 via a bucket elevator 5. The clay emerges in its granulated form from this silo 6 from an outlet opening 7 and falls into a chamber B. When passing through this chamber, aluminum powder is dusted from a container 9 via a compressed air generator 10 and corresponding nozzles 11. The clay particles with aluminum on their surface are then fed via a conveyor system 12 to a horizontal conveyor belt 13 , from which they finally reach a preheating zone 14 'of a furnace 15 designed as a shaft furnace, separated by a sloping floor 14. The floor 14 is traversed by flue gas pipes 16 which feed the exhaust gases to a collecting space 17 which is connected to an induced draft fan 19 via a duct 18. The hot exhaust gases are used to further preheat the clay.

Im Boden 14 sind regelbare Auslaßöffnungen 20 angeordnet, die den Ton an entsprechend geneigte Durchlaufrutschen 21 abgeben. An den Umkehrstellen 22' in der Nähe des Ofenmantels 22 sind in die zickzackförmig angeordneten Rutschen 21 jeweils Durchlässe 23 eingebracht, durch die der Ton in die nächsten, im Abstand darunterliegenden Rutschen fällt. Die Rutschen 21 sind, wie insbesondere aus den F i g. 4 bis 6 hervorgeht, nebeneinander angeordnet, wobei die Breite der einzelnen Rutschen auch unterschiedlich sein kann. Sie sind mit Rändern 27 versehen, also rinnenförmig ausgebildet und im Abstand voneinander angeordnet, so daß durch den gebildeten Zwischenraum 28 die Abgase nach oben zu den Rauchgasrohren 16 abströmen können. Zur Geschwindigkeitsregulierung können in den einzelnen Rutschen Stufen 29 eingebaut sein. Im Ofenmantel 22 sind etwa horizontal gerichtete Brenner 24 installiert, die durch ihre Anordnung und Regelung die heißeste Ofenzone bestimmen und auf die Unterseite der Rutschen strahlen, so daß örtliche Überhitzungen und damit ungleichmäßiger Brand vermieden werden. Der Ton kommt etwa mit 100° C in dem Sammelraum 17 an, um in der Vorwärmzone 14' in Höhe der Auslaßölfnungen 20 etwa 500° C zu erreichen. In sehr kurzer Zeit wird dann bei raschem Durchlauf die Endtemperatur von 1150° C erreicht, die am Austritt aus dem Ofen wieder etwas abnimmt. Der Umwandlungsprozeß zum Blähton vollzieht sich im wesentlichen beim Durchlauf durch die Rutschen 21.In the bottom 14 adjustable outlet openings 20 are arranged, which deliver the clay to correspondingly inclined flow chutes 21. At the reversal points 22 'in the vicinity of the furnace shell 22, passages 23 are made in the zigzag arranged chutes 21, through which the clay falls into the next, spaced chutes below. The slides 21 are, as shown in particular in FIGS. 4 to 6 is evident, arranged side by side, wherein the width of the individual slides can also be different. They are provided with edges 27, that is to say in the shape of a channel and are arranged at a distance from one another, so that the exhaust gases can flow off upwards to the flue gas pipes 16 through the space 28 formed. To regulate the speed, steps 29 can be built into the individual slides. In the furnace jacket 22 approximately horizontally directed burners 24 are installed, which determine the hottest furnace zone by their arrangement and control and radiate onto the underside of the chutes, so that local overheating and thus uneven fires are avoided. The clay arrives at about 100 ° C. in the collecting space 17 in order to reach about 500 ° C. in the preheating zone 14 ′ at the level of the outlet openings 20. The final temperature of 1150 ° C is then reached in a very short time with rapid passage, which decreases again somewhat at the exit from the furnace. The process of conversion to expanded clay takes place essentially when it passes through the chutes 21.

Am unteren Ende des Ofens ist ein schräg liegender, hin- und hergehender Schüttelrost 25 vorgesehen, der den Blähton in Einfüllwagen 26 ausschüttet, die ihn auf Halden fahren.At the bottom of the oven is a sloping, reciprocating one Shaking grate 25 is provided, which pours out the expanded clay in filling car 26, the drive it to stockpiles.

Claims

Claims: 1. A method for producing expanded clay with a shaft-like furnace through which the clay runs over zigzag-shaped chutes, characterized in that the surface of the clay granules is provided with an exothermic metal which serves as an aggregate before being introduced into the furnace and these are burned to form expanded clay on the inclined chutes (21) arranged in the furnace by means of burners (24) oriented approximately horizontally.

2. The method according to claim 1, characterized characterized in that aluminum powder is applied to the granulated clay.

3. The method according to claim 2, characterized in that the surfaces of the clay granules are dusted with aluminum powder via a compressed air generator (10).

4. Oven for practicing the method according to claim], characterized in that are built into the individual chutes (21) steps (29).

5. Oven for performing the method according to claim 1, characterized in that a plurality of chutes (21) are installed next to one another and with a gap (28) from one another.

6. Oven according to claim 5, characterized in that the inclinations of the individual, side by side arranged chutes (21) are of different sizes and the throughput speed corresponds to the diameter of the granules and adapted to the expansion behavior of the material to be fired is.

7. Oven for practicing the method according to claim 1 with a preheating zone in the upper part, characterized in that the preheating zone (14 ') is closed by a sloping bottom (14) in which controllable outlet openings (20) for the transition into the Slides (21) are provided, the preheating zone (14 ') being penetrated by flue gas pipes (16) . B. Oven according to claim 7, characterized in that the flue gas pipes (16) open into a collecting space (17) and an induced draft fan (19) is arranged at the lower end of the conveyor system (12) for the clay, which draws the flue gases from the collecting space ( 17) to preheat the clay via the conveyor system (12). Considered publications: German Auslegeschriften No. 1 154 753, 1160 776; French patent specification No. 1253 566.