DE1471038B

DE1471038B - Process for the production of particularly white cement

Info

Publication number: DE1471038B
Authority: DE
Inventors: Jean Joseph Le Chesnay Seine et Oise Rives (Prankreich)
Original assignee: Lafarge Ciments SA
Current assignee: LafargeHolcim Ciments SA

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mit etwa 40 % Poren brennt, wobei man den KlinkerThe invention relates to a method of production with about 40% pores burning, whereby the clinker is burned

von reinweißem Zement. aus dem Brennofen bei einer Temperatur von etwaof pure white cement. from the kiln at a temperature of about

Es ist bekannt, daß sich weiße Zemente nicht von 1400 ⁰C austreten läßt und zerkleinert, wobei er eine üblichen Zementen mit Ausnahme ihrer Farbe unter- Temperatur von etwa 1100⁰C annimmt und der erscheiden. Der gesuchte weiße Farbton ist insofern 5 haltene Klinker so innig im Gegenstrom mittels besonders schwer zu erreichen, wenn es sich um ein reduzierender Gase abgekühlt wird, daß dieser innerreines Weiß handelt, und zwar trotz der Subjektivität, halb von etwa 10 Minuten eine Temperatur von etwa mit der man den Farbbegriff verbindet. Die Unter- 600° C annimmt und sodann den in weißen Zement suchungen, die zu unserem derzeitigen Wissen geführt umgewandelten Klinker entfernt,
haben, und die auf dem einschlägigen Sektor er- io Man geht vorteilhaft von einem Ausgangsmaterial worbenen Erfahrungen zeigen, daß die weiße Färb- aus, das möglichst reich an Siliziumdioxyd ist und das tönung einerseits nur durch die Anwendung von Aus- als Kalkstein z. B. vor dem Kalzinieren die folgende gangsmaterialien, die lediglich wenig Eisen und andere Zusammenstellung aufweist:
Verunreinigungen enthalten, und andererseits nurIt is known that white cement can not leak out of 1400 ⁰ C and crushed, whereby it assumes a conventional cements with the exception of their color sub temperature of about 1100 ⁰ C and the erscheiden. The sought-after white color is in this respect so intimately achieved in countercurrent by means of particularly difficult to achieve when it is a reducing gas that this is internally pure white, despite the subjectivity, half of about 10 minutes a temperature of about with which one associates the concept of color. Assumes below 600 ° C and then removes the clinker that has been converted into white cement, which has led to our current knowledge,
and the experience obtained in the relevant sector is advantageous from a starting material that shows that the white color, which is as rich as possible in silicon dioxide and which can be tinted on the one hand only by the use of starting material as limestone, for example. B. Before calcining, the following raw materials, which only have a little iron and a different composition:
Contain impurities, and on the other hand only

durch eine bestimmte Anzahl von Vorsichtsmaßnah- 15 ^iO₂ 14,6 %by taking a certain number of precautionary measures- 15 ^ iO ₂ 14.6%

men erhalten werden kann, die eine Verunreinigung Al₂O₃ 0,6%men can be obtained that contain an impurity Al ₂ O ₃ 0.6%

vermeiden, sowie durch eine Spezialbehandlung vonavoid, as well as through a special treatment of

einer oder mehreren Klinkersorten unmittelbar nach °² ³ ' '°one or more types of clinker immediately after ° ² ³ '' °

dem Brennen. CaO 46,6 %the burning. CaO 46.6%

Die allgemeine Meinung scheint dahinzugehen, daß 20 MgO 1 ⁰I The general opinion seems to be that 20 MgO 1 ⁰ I

der Zement nicht in jedem Fall »schön weiß« sein °the cement cannot always be "beautifully white" °

kann, da der Klinker wenigstens etwa 0,5 % Oxide des CO₂ (als Carbonate) 37,0 % -j \ can, since the clinker at least about 0.5% oxides of CO ₂ (as carbonates) 37.0% -j \

Eisens, Titans oder Mangans usw. enthält. Die Erfahrung hat weiterhin gezeigt, daß bestimmte Arbeits- Vorzugsweise werden nur die Feinteile angewandt, bedingungen angewandt werden müssen, wie ein aus- 25 die durch einen Rost mit 15 mm hindurchtreten, reichendes Halten des Klinkers in einer reduzierenden wobei man vorzugsweise einen Kaolinsand zugibt Atmosphäre, während sich derselbe bei einer über (SiO₂ = 80 °/o, Al₂O₃ = 12%, Fe₂O₃ = 0,4%, CaO 700⁰C liegenden Temperatur befindet. Bis jetzt ist = 1,5%)· Die Ausgangsstoffe werden in bekannter diese reduzieiende Atmosphäre dadurch erhalten Weise in Gegenwart von Wasser zerkleinert, um eine worden, daß der Klinker durch die Verbrennungs- 30 homogenisierte Paste zu ergeben, die nach dem flammen oder die Verbrennungsgase behandelt wird, Kalzinieren eine Analyse von SiO₂ = 24,5%, Al₂O₃ die nicht ausreichend Luft für eine vollständige Ver- = 1,2%, Fe₂O₃ = 0,3%, CaO = 71,4%, MgO brennung enthalten. = 1,2% zeigt.Contains iron, titanium or manganese, etc. Experience has also shown that certain working conditions must be used, such as keeping the clinker in a reducing atmosphere, preferably adding a kaolin sand, which can pass through a 15 mm grate , while the same is at a _{temperature above (SiO 2} = 80 ° / o, Al ₂ O ₃ = 12%, Fe ₂ O ₃ = 0.4%, CaO 700 ⁰ C. So far = 1.5% ) · The starting materials are obtained in a known reducing atmosphere by crushing in the presence of water to give a paste that has been homogenized by the incineration of the clinker, which is treated after the flaming or the combustion gases, calcining an analysis of SiO ₂ = 24.5%, Al ₂ O ₃ that do not contain enough air for complete combustion = 1.2%, Fe ₂ O ₃ = 0.3%, CaO = 71.4%, MgO combustion. = 1.2% shows.

Bei dem Ablauf des Verfahrens, das in der öster- Das Brennen wird mit Schweröl durchgeführt, das reichischen Patentschrift 207 309 beschrieben ist, wer- 35 die Ausbildung von an Eisen reichen Aschen verden die heißen Klinker oberhalb von 900° C etwa hindert. Auf Kosten eines starken Brennstoffverbrau-1 Stunde reduzierend behandelt, sodann langsam auf ches erhält man auf Grund der besonderen Art der zu eine Temperatur von 700°C oder darunter in redu- brennenden Paste einen sehr feinen und sehr porösen zierender Atmosphäre abgekühlt und schließlich die Klinker (40% Poren). Nach dem Zerkleinern des Klinker von 700°C mit kalter Luft, Wasser, Wasser- 40 Klinkers auf die gewünschte Feinheit weist das Pulver dampf od. dgl. abgeschreckt. Bei dem Verfahren, das (bei einer Temperatur von etwa 1100°C) eine wasserdurch die USA.-Patentschrift 2 945 688 bekanntge- grüne Farbe auf. Dann wird der heiße und in geworden ist, muß der Zementklinker langsam von eigneter Weise in Bewegung gehaltene Klinker in einer ,1 900 auf 700°C heruntergekühlt werden. Gemäß dem Richtung geführt, wobei derselbe progressiv durch f in der USA.-Patentschrift 2 945 688 beschriebenen Ver- 45 jedes geeignete Mittel abgekühlt wird, und man fahren hergestellter Zement besitzt einen Weißgrad unterwirft sodann denselben der reduzierenden Wirvon 90,4%, und gemäß dem in der österreichischen kung eines entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung Patentschrift 207 309 bekanntgewordenen Verfahren des Klinkers umlaufendenden Gases, das vorteilhafterwird ebenfalls nur ein Weißgrad von 90,3 % erhalten. weise durch Verbrennen von Propan erhalten wird. Durch das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren 5° Hierbei wird die Berührung zwischen dem Gas und wird sehr sicher im großtechnischen Maßstab Zement dem Klinker vorzugsweise in einem gegenüber der mit einem Weißgrad von 95 bis 99 % erhalten. Außenluft abgedichteten Behälter durchgeführt.In the course of the process that is carried out in the Austrian The burning is carried out with heavy fuel oil, the Rich patent specification 207 309 describes the formation of ashes rich in iron prevents the hot clinker above 900 ° C. At the expense of heavy fuel consumption Treated hourly, then slowly on ches one gets due to the special nature of the to a temperature of 700 ° C or below in redu-burning paste a very fine and very porous A decorative atmosphere and finally the clinker (40% pores). After crushing the Clinker of 700 ° C with cold air, water, water - 40 clinker to the desired fineness is the powder steam or the like quenched. In the process, which (at a temperature of about 1100 ° C) a water through U.S. Patent 2,945,688 known to be green in color. Then the hot and in will become the cement clinker must slowly be kept in motion in a suitable manner in a, 1 900 to 700 ° C. According to the direction guided, the same progressively through f in U.S. Patent 2,945,688, any suitable means is cooled and one The cement produced has a degree of whiteness and then subjects the same to the reducing degree of whiteness 90.4%, and according to that in the Austrian kung one opposite to the direction of movement Patent specification 207 309 known method of the clinker circulating gas, which is advantageous also only obtained a whiteness of 90.3%. is wisely obtained by burning propane. The present inventive method 5 ° Here, the contact between the gas and is very safe on an industrial scale cement the clinker preferably in one over the obtained with a whiteness of 95 to 99%. Outside air-sealed container carried out.

Um die mit bekannten Verfahrensweisen verbun- Das erfindungsgemäße Verfahren wird Vorzugs- iThe process according to the invention is preferred i

denen Verluste sowie arteigenen Schwierigkeiten zu weise in einer Vorrichtung durchgeführt, die imthose losses as well as intrinsic difficulties too wisely carried out in a device that is im

vermeiden, sind Untersuchungen unternommen wor- 55 wesentlichen am Ausgang des Brennofens eine Zer-avoid, investigations have been undertaken.

den, die dazu geführt haben, daß man einen voll- kleinerungsvorrichtung bekannter Bauart aufweist,those that have resulted in a fully-shrinking device of a known type,

ständig homogenen und reinweißen Zement herstellen die das aus dem Ofen austretende Produkt auf denconstantly producing homogeneous and pure white cement which the product exiting the kiln onto the

kann. gewünschten Körnungsgrad zerkleinert. Diese Zer-can. crushed to the desired grain size. This dis-

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren kleinerungsvorrichtung wird durch umlaufendes Was-The present invention relates to a method of reducing device is made by circulating water

zum Herstellen eines besonders weißen Zements unter 60 ser abgekühlt, um so den Klinker von einer Tem- \ for the production of a particularly white cement cooled below 60 water, so that the clinker from a temperature \

Reduktion des Klinkers bei hohen Temperaturen aus peratur von 1200 ⁰C auf eine Temperatur von etwaReduction of the clinker at high temperatures from temperature of 1200 ⁰ C to a temperature of about

einem Ausgangsmaterial mit hohem Kieselsäuregehalt 1000°C zu bringen.to bring a starting material with a high silica content 1000 ° C.

und wenig Eisen und anderen Verunreinigungen mit Am Ausgangsende der Zerkleinerungsvorrichtung !and little iron and other impurities at the output end of the shredding device!

dem Kennzeichen, daß man die Feinteile in Gegenwart ist ein Schneckenmischer vorzugsweise mit mehreren ithe characteristic that the fines in the presence is a screw mixer preferably with several i

von Wasser zu einer homogenisierten Masse zerkleinert 65 Schnecken angeordnet, die hohl sind und durch die ,crushed by water to a homogenized mass 65 snails arranged, which are hollow and through which,

und diese unter starkem Brennstoffverbrauch mit ein Wasserstrom geführt wird. Das Gehäuse der Misch-and this is conducted with a stream of water with high fuel consumption. The housing of the mixing

Schweröl durch Regelung der Temperatur und Ver- vorrichtung ist wasserdicht und selbst vorteilhafter-Heavy oil by regulating the temperature and device is watertight and itself more advantageous.

weilzeit zu einem sehr feinen und sehr porösen Klinker weise von außen gekühlt, wobei jede der hohlen Iwhile cooling to a very fine and very porous clinker from the outside, each of the hollow I.

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Schnecken über der oder den benachbarten Schnecken gleichen. Verwendet wurde in beiden Fällen dasselbeSnails above the adjacent snail (s) are the same. The same thing was used in both cases

angeordnet ist. * Ausgangsmaterial folgender Zusammensetzung:is arranged. * Starting material of the following composition:

Es ist ein Bauelement vorgesehen, das reduzierendesA component is provided, the reducing

Gas bestimmter Zusammensetzung zuführt, z. B. SiO₂ 15,75%Supplies gas of a certain composition, e.g. B. SiO ₂ 15.75%

indem man in einer dichten Umkleidung Propan oder 5 Al₂O₃ 1,65 °/oby placing propane or 5 Al ₂ O ₃ 1.65% in a tight casing

jeden anderen Brennstoff und Luft in einem konstanten Fe₂O₃ ..... 0,18 %any other fuel and air in a constant Fe ₂ O ₃ ..... 0.18%

Verhältnis verbrennt, wobei das Verbrennungsgas am CaO₂ . 45,75%Ratio burns, with the combustion gas on CaO ₂ . 45.75%

Ausgang der Mischvorrichtung eingeführt wird, so daß CO₂ + H₂O 36,00%Outlet of the mixing device is introduced so that CO ₂ + H _{2 O 36.00%}

dasselbe in der Mischvorrichtung entgegengesetzt der C₂O₃ .......,.· 0,0017%the same in the mixing device opposite to the C ₂ O ₃ .......,. · 0.0017%

Bewegungsrichtung des Klinkers während des Ab- io Mn₂O₃ ...... O;OO35 %Direction of movement of the clinker during the _{abio Mn 2} O ₃ ...... O; OO35%

kühlens geführt wird. Man kann eine bestimmte Anzahl TiO₂ ■ 0,0380 %cooling is performed. A certain number of TiO ₂ ■ 0.0380%

übereinander angeordneter, einzelner Mischvorrichtungen anwenden, wobei in jeder derselben das be- Beide Chargen wurden in 'einem 'Muffelofen behandelte Produkt entgegengesetzt der Richtung ge- handelt, der bezüglich der Heizung und Abkühlung führt wird, mit der dasselbe in der darüber- oder 15 programmiert war; die Ofenatmosphäre wurde dauernd darunterliegenden Mischvorrichtung verläuft. Ein Ver- gesteuert, wobei je nach der Verfahrensführung Ändeschluß mit Gegenventil verhindert den Lufteintritt von rungen vorgenommen wurden.Use stacked, individual mixing devices, in each of which the two batches were treated in 'one' muffle furnace Product traded in the opposite direction to that of heating and cooling with which the same was programmed in the above or 15; the furnace atmosphere became permanent underlying mixer runs. A taxed, but depending on how the procedure is carried out, the changeover date with a counter valve prevents the entry of air from stanchions.

der Ausgangsseite der Mischvorrichtung und ermög- Die durch den Brennvorgang erhaltenen Klinkerthe output side of the mixing device and enables the clinker obtained by the burning process

licht das periodische Entfernen des abgekühlten und wurden unter gleichen Bedingungen auf eine spezifischelight the periodic removal of the cooled and were under the same conditions on a specific

weißgefärbten Klinkers. 20 Oberfläche nach B 1 a i η e von 3000 cm²/g ge-white-colored clinker. 20 surface according to B 1 ai η e of 3000 cm ² / g

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde an Hand brochen.The inventive method was broken on hand.

von Versuchen mit dem Verfahren gemäß der eingangs Der Weißgrad wurde in einem Zeiss-Pulverfoto-of experiments with the method according to the initially The whiteness was in a Zeiss powder photo

genannten österreichischen Patentschrift 207 309 ver- meter gemessen und ergab die folgenden Ergebnisse:mentioned Austrian patent specification 207 309 and gave the following results:

Oberfläche nach B 1 a i η eSurface according to B 1 a i η e

ß 3000cm²/g I 3600cm²/g I 4000cm²/g ß 3000cm ² / g I 3600cm ² / g I 4000cm ² / g

Klinker nach dem anmeldungsgemäßen Verfahren ... Klinker nach dem Verfahren gemäß österreichischerClinker according to the method according to the application ... Clinker according to the method according to Austrian

PatentschriftPatent specification

88,5
87,488.5
87.4

89,5
88,489.5
88.4

90,0
89,090.0
89.0

571,5
569,1571.5
569.1

1,51.5

1,11.1

Der Klarheitsindex ist dabei mit β bezeichnet, Xd gibt die dominierende Wellenlänge an und P die Reinheit, d. h. den Anteil der reinen Farbe in Prozent.The clarity index is denoted by β , Xd indicates the dominant wavelength and P the purity, ie the percentage of pure color.

Man erkennt, daß die erhaltenen Produkte hinsichtlich ihres Weißgrades geringfügige Unterschiede zugunsten des Produkts aufweisen, das nach dem anmeldungsgemäßen Verfahren erhalten wurde. Aus den oben angegebenen Erläuterungen geht aber auch hervor, daß das anmeldungsgemäße Verfahren hinsichtlich des Zeitaufwandes gegenüber dem Verfahren nach der genannten österreichischen Patentschrift erheblich überlegen ist. Der gleiche Vorteil läßt sich auch gegenüber dem in der USA.-Patentschrif 12 945 688 beschriebenen Verfahren geltend machen. Darüber hinaus sind die beiden vorbekannten Verfahren dem anmeldungsgemäßen Verfahren gegenüber im Nachteil bezüglich der Verfahrensausbeute oder/und dem vorrichtungsmäßigen Aufwand, da gegebenenfalls eine Rezyklierung des erhaltenen Materials notwendig werden kann.It can be seen that the products obtained have slight differences in favor of their degree of whiteness of the product obtained by the process according to the application. Out The explanations given above also show that the method according to the application with regard to the time required compared to the method according to the aforementioned Austrian patent specification is considerably superior. The same advantage can also be seen over that in US Pat. No. 12,945,688 claim the procedure described. In addition, the two previously known methods are the according to the application process at a disadvantage with regard to the process yield and / or the device-related expense, since it may be necessary to recycle the material obtained can be.

In der Zeichnung ist schematisch in Form eines Beispiels eine Vorrichtung gezeigt, die die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht.In the drawing, a device is shown schematically in the form of an example, the implementation the method according to the invention allows.

F i g. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch die Vorrichtung; F i g. 1 is a vertical section through the device;

F i g. 2 ist eine Ansicht im Schnitt längs der Linie H-II der Fig. 1;F i g. Figure 2 is a sectional view taken along line H-II of Figure 1;

F i g. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Schaufel der Antriebs- und Wärmeaustauschschnecke.F i g. 3 is a perspective view of a paddle of the drive and heat exchange auger.

Das gebrannte Produkt tritt aus dem Ofen (nicht gezeigt) aus und fällt in die Zerkleinerungsvorrichtung 2, die einen Kühlmantel 3 mit umlaufendem Wasser und Zahnradwalze 4 für den Brechvorgang aufweist. Das zerkleinerte Produkt fällt in den in mehreren Etagen angeordneten Mischer 5, wobei in jeder Etage vier Schnecken 6 nebeneinander angeordnet sind. Die Schnecken sind übereinander in einer Umkleidung 7 angeordnet, durch die Wasser 8 hindurchfließt. Die Schnecken jeder Etage liegen übereinander, um das Produkt in einer Weise in Bewegung zu halten, wie es seit mehr als 60 Jahren bekannt ist.The fired product exits the furnace (not shown) and falls into the crusher 2, which has a cooling jacket 3 with circulating water and gear roller 4 for the crushing process having. The comminuted product falls into the mixer 5, which is arranged in several floors, with in four screws 6 are arranged side by side on each floor. The snails are on top of each other in one Casing 7 arranged through which water 8 flows. The snails on each floor lie on top of each other, to keep the product moving in a way that has been known for more than 60 years.

Einer Verbrennungskammer 9 wird bei 10 Propan und bei 11 Luft zugeführt, und die Verbrennungsgase bei 12 am Ausgang der Mischvorrichtung dergestalt eingeführt, daß die Gase in der Umkleidung 7 entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des zerkleinerten Produktes umlaufen. Der Austrittsschacht 16 der Mischvorrichtung wird durch eine Klappe 17 aus feuerfestem Stahl verschlossen, die schwenkbar um eine Achse 18 angeordnet ist und durch ein Gegengewicht 19 mit einem derartigen Gewicht im Gleichgewicht gehalten wird, daß die Klappe so lange geschlossen gehalten wird, bis ein bestimmtes auf die Klappe drückendes Klinkergewicht dieselbe im Öffnungssinn schwenkt. Diese Klappe verhindert somit das erneute Eintreten von Luft durch den Schacht 16, wobei die Klinker jedoch hindurchtreten können.A combustion chamber 9 is supplied with propane at 10 and air at 11, and the combustion gases at 12 Introduced at the outlet of the mixing device in such a way that the gases in the casing 7 are opposite rotate in the direction of movement of the shredded product. The outlet chute 16 of the mixing device is closed by a flap 17 made of refractory steel, which is pivotable about an axis 18 is arranged and held in balance by a counterweight 19 with such a weight is that the flap is kept closed until a certain pressure on the flap Clinker weight swivels the same in the opening direction. This flap thus prevents re-entry of air through the shaft 16, but the clinker can pass through.

Diese Vorrichtung bedingt den Vorteil, daß in der Mischvorrichtung ein leichter Überdruck in der Größenordnung von 1 mm Wasser aufrechterhalten wird, wodurch das unzweckmäßige erneute Eintreten von Luft an beliebigen Stellen der Vorrichtung verhindert wird. Die Flügel der Schnecken 6 bestehen aus vorzugsweise geschweißten Blechen, deren äußere Oberflächen kleine zusätzliche Flügel in Form von Lamellen abstützt, die dazu dienen, den Mischvorgang zu unterstützen. In der F i g. 3 ist ein derartiger Flügel mit seinen Wänden 6,13 gezeigt, die durch eine Schweißraupe 14 miteinander verbunden sind und wenigstens einen kleinen Flügel 15 tragen.This device has the advantage that a slight overpressure in the mixing device Of the order of 1 mm of water is maintained, eliminating the inconvenient re-entry of air at any point on the device is prevented. The wings of the snails 6 are made from preferably welded sheets, the outer surfaces of which have small additional wings in the form of Supports lamellae, which serve to support the mixing process. In FIG. 3 is one such Wing shown with its walls 6,13, which are connected to one another by a weld bead 14 and carry at least one small wing 15.

Claims

If one wishes to work discontinuously, instead of the device shown, a tight container can be used in the same way, which receives the fired product and is provided with a mechanical stirrer. The reducing gas is introduced into this container while the calcined product is agitated and cooled. According to the invention, white cements can thus be produced in a continuous or discontinuous procedure in that the temperatures and residence times are very easily regulated after a simple test of a sample has been carried out in the laboratory. ■ ι ·. ··. Claims: 1S

1. Process for producing a particularly white cement with reduction of the clinker. high temperatures from a starting material with a high silica content and little iron and other impurities, characterized in that the fines are comminuted in the presence of water to a homogenized paste and this under heavy fuel consumption with heavy oil by regulating the temperature and residence time to a very fine and very porous Clinker with about 40% pores burns, the clinker being allowed to emerge from the kiln at a temperature of about 1400 ^° C. and crushed, whereby it ^{assumes a temperature of about 1100 °} C. and the clinker obtained is cooled intimately in countercurrent by means of reducing gases is that this assumes a temperature of about 600 ⁰ C within about 10 minutes and then removes the clinker converted into white cement.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reducing gas from a gas generator, z. B. obtained by burning a hydrocarbon such as propane with air will.

3. Device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized in that that the same has a crushing device (2) and several arranged parallel to one another Has screws (6), some of which are located one above the other and in tiers arranged one above the other are arranged, in each of which the product in the opposite direction to the next floors, and that an introduction device (12) for the reducing Gas in the lower part (16) - outlet - the screw arrangement as well as the inlet of the Air-preventing flap (17) are provided.

1 sheet of drawings