DE2041834B2

DE2041834B2 - Vorrichtung zur herstellung von weissem zement

Info

Publication number: DE2041834B2
Application number: DE19702041834
Authority: DE
Inventors: Andre Bernard Montehmar Drome Borreill (Frankreich)
Original assignee: Ciments Lafarge, S A , Paris
Priority date: 1970-02-09
Filing date: 1970-08-22
Publication date: 1973-02-08
Also published as: YU204671A; YU36907B; FR2077719A6; JPS4923805B1; BR7018553D0; CS166009B2; ES381017A2; DE2041834A1; CA937752A; US3692286A; SU579951A3; GB1291560A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von weißem Zement nach Patentanmeldung P 19 42 537.7-45. bei dem das Ausgangsmaterial zu einer homogenen, pastenförmigen Masse verarbeitet, die erhaltene Masse in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem sehr porösen Klinker gebrannt und der erhaltene Klinker in innigem Kontakt mit einem reduzierenden Gas zerkleinert und abgekühlt wird, wobei der bei einer Temperatur von 1000 bis 1450° C zerkleinerte Klinker in einer reduzierenden Atmosphäre innerhalb von 1,5 bis 6 Minuten auf eine Temperatur von etwa 700 bis 1100° C gebracht wird und danach der Klinker in reduzierender Atmosphäre durch Besprühen mit Wasser schnell auf eine Temperatur von etwa 300° C abgekühlt und anschließend in freier Luft gesammelt wird, wobei der Kontakt mit der reduzierenden Atmosphäre während der beiden Abkühlschritte unter Ausschluß von Sauerstoff auf einer den Klinker vorwärts befördernden, gegenüber der horizontalen geneigten Rüttelvorrichtung erfolgt. Mit einer in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens kann ein sehr weißer Klinker erhalten werden, welcher ebenso wie der aus diesem Klinker hergestellte Zement einen Leuchtwert von 87 bis 90 (nach den Normen des Comite International de l'Eclairage, wobei der Wert 100 für Magnesiadampf gesetzt ist) für eine spezifische, sogenannte Blaine-Oberfläche von 3000 cm²/g hat, ausgehend von einem Klinker mittlerer Qualität. Diese Ergebnisse werden mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Hauptpatentanmeldung zwar bereits untei wirtschaftlich günstigen Betriebsbedingungen erhal ten, doch hat es sich gezeigt, daß die allgemeine Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung gemäß der Haupt Patentanmeldung sowie der mit ihr erzielte Leucin wert des Klinkers noch verbesserungsfähig sind. Dii hierzu in Ausgestaltung der Lehre der Hauptpatent anmeldung erforderlichen Maßnahmen bilden dl· Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Während bei der in der Hauptpatentanmeldung angegebenen Vorrichtung die Vorwärtsbewegung des Klinkers durch die obere und untere Kammer mittels eines Rüttelgestells sowie üblicher bekannter Anordnungen zur Übertragung von Vibrationen auf das Rüttelgestell und mittels einiger am Boden des Kastens ausgebildeter stufenförmiger, gegeneinander versetzt angeordneter Plattformen erfolgt, wird die genannte Aufgabe bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß die Rüttelvorrichtung als in eine obere und eine untere Kammer unterteiltes Drehrohr ausgebildet ist, das etwa 0,5 bis 2⁰O gegen die Horizontale geneigt ist und an dessen oberem Einlaßende der Klinker mittels einer Zerkleinerungsvorrichtung durch ein-i Röhre zuführbar ist. unter der eine Düse für die Zufuhr eines reduzierenden Gases in die obere Kammer mündet, daß für die Unterteilung des Drehrohres ein Querschott etwa mittig vorgesehen ist, das Öffnungen zum Hindurchfördern des Materials aufweist, und daß das Drehrohr am oberen und unteren Ende mittels Hauben gegenüber der Röhre bzw. gegenüber einer Klinkerabzugsvorrichtung am unteren Ende des Drehrohres abgedichtet ist, wobei die Haube am unteren Ende Spritzdüsen für die steuerbare Zufuhr von Kühlmittel in die untere Kammer aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsiorm der Erfindung ist vorgesehen, das die obere und untere Kammer trennende Querschott aus feuerfestem Materia! besteht und nahe seinem Umfang wenigstens eine Öffnung aufweist. Weiterhin empfiehlt es sich, daß das die obere und untere Kammer trennende Querschott aus feuerfestem Material besteht und wenigstens zwei in Umfangsrichtung liegende, symmetrisch und stromab um vorzugsweise 45^c geneigte Öffnungen aufweist. Ein weiteres Merkmal kann darin bestehen, daß die Öffnungen Ablenkvorrichtungen, vorzugsweise in Schaufelform, aufweisen, welche dazu dienen, an der stromauf gelegenen Seite eine größere Materialmenge in die entsprechende Öffnung hineinzufördern und an der stromab gelegenen Seite die Öffnung freizuhalten und die Klinkerböschung hinauszuschieben.

Die Düsen zur Einführung des reduzierenden Gases in die Kammer tragen an ihren Enden weiterhin einen Schutzschirm. Als Gas wird vorteilhafterweise Propan verwendet. Die Düsen können nach unten geneigt sein, um die Gefahr einei Verstopfung der Düsen durch Klinkerstaub zu vermeiden.

Die Vorrichtung kann ferner Temperaturmeßvorrichtungen für den Dampf aufweisen, der aus mittels der Düsen zerstäubtem Wasser gebildet worden ist, welche Meßvorrichtungen in Wirkverbindung mit der Wasserzufuhrsteuerung stehen.

Es empfiehlt sich ferner, von innen mittels geeigneter Vorrichtungen abgeblasene Fenster in wenigstens einer der Hauben oder in in den Hauben vorgesehenen Mannlöchern anzuordnen, um die Vorrichtung während des Betriebes überwachen zu können.

Die Drehzahl des Drehrohres kann 2 bis 8 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise etwa 4 Umdrehungen pro Minute, betragen.

Die Zerkleinerungsvorrichtung kann von üblicher Bauart sein und ist temperaturbeständig bis etwa 1400° C. Vorzugsweise wird für diesen Teil der Vorrichtung die im Hauptpatent beschriebene Bauart verwendet.

Überraschenderweise ist die hier beschriebene Vorrichtung, bei der keine Schwingungen aufrechtzuerhalten werden brauchen und bei der die hierdurch hervorgerufene Abnutzung der Vorrichtung entfällt, und bei der weiterhin keintrlei Hilfsvorrichtungen zum Umrühren des Klinkers erforderlich sind, auf sehr einfache Weise sehr gut dichtend abgeschlossen, besser sogar, als die Vorrichtung gemäß der Lehre der Hauptpatentanmeldung. Insbesondere gelingt es

ίο mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung überraschenderweise, einen Klinker mit bei allen Körnern, kleinen oder großen, des Endproduktes praktisch vollständiger Homogenität zu erhalten. Dementsprechend werden eine ganze Anzahl vorteilhafter Verbesserungen gegenüber der Hauptpatentanmeldung erzielt, insbesondere ist die Farbe um wenigstens einen Punkt besser als bei der Vorrichtung nach der Hauptpatentanmeldung.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben, wobei darstellt

F i g. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung,

F i g. 2 die Vorrichtung nach der Erfindung in der Draufsicht und

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt entlang der LinieIII-III von Fig. 2.

Die Vorrichtung weist eine Zerkleinerungsvorrichtung 1 von der in der Hauptpatentanmeldung be-

schriebenen \rt auf, deren allgemeine Achse horizontal liegt. Am Ausgang der Zerkleinerungsvorrichtung ist eine Röhre 3 angeordnet, durch welche an ihrer unteren Wandung 4 eine Düse 5 hindurchgeht, welche bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hori-

zontal verläuft. Die Düse 5 ist über ein Rohr 6 mit einem Propangasbrenner 7 verbunden, so daß von der Düse reduzierende Gase bei einer Temperatur von 1100 bis 1400° C ausgehen, welche erforderlich isi. um den zerkleinerten Klinker auf eine Temperatür zwischen etwa 1200 und 1300° C zu bringen. Das Ende der Düse S ist durch einen Schirm 8 abgedeckt, welcher verhindert, daß sie von aus der Röhre 3 fallendem Klinker verstopft wird. Die Düse kann etwa 45' gegen die Tunnelwandung geneigt sein, um das Verstopfen zu verhindern.

Die Röhre 3 führt in einen Tunnel 10, welchei gegen seine Längsachse bei dem gezeigten Ausführungsbei^piel um 0,5 bis 2°»'o geneigt ist; dei Tunnel 10 liegt auf Rollen 9, welche ihn in eine Drehung von 2 bis 8 Umdrehungen pro Minute versetzen. Die Innenwandung des Tunnels ist mit einei feuerfesten Auskleidung 11 versehen. An seinen oberen Ende trägt der Tunnel 10 eine Haube 12 ii einer Drehverbindung 13, wobei die Abdichtunj zwischen dem rotierenden Tunnel 10 und dem fest stehenden Teil 14 durch Stauscheiben 15 sicher gestellt ist.

Im Tunnel 10 ist mit Abstand vom Tunneleingan ein Querschott 16 aus feuerfestem Material angeord net, welches von den Tunnelenden gleich weit ent fernt ist. Das Querschott 16 teilt den Tunnel 10 i eine obere, stromauf gelegene Kammer 16 und ein untere, stromab gelegene Kammer 18. Das Quei schott 16 weist zwei in Umfangsrichtung liegend öffnungen 19, 20 auf, welche identisch sind und be züglich der Achse 10, des Tunnels symmetrise liegen. Die Achsen 21 der Öffnungen 19, 20 sind ur etwa 45° gegen die Achse 1O₁ geneigt. Die öffnun

gen 19 und 20 haben über ihre gesamte Länge denselben Querschnitt.

Es sind ein oder mehrere, nicht gezeigte Fenster vorgesehen, welche mit Luft angeblasen sind, um eine Überwachung und Beobachtung durch die klaren Fenster zu ermöglichen.

In einer unteren Haube 29 ist eine Anzahl von Düsen 25, beim gezeigten Ausführungsbeispiel sechs, in der Nähe der oberen Wandung des Tunnels 10 angebracht, welche beispielsweise an Gelenken gelagert sind. Jeder Düse wird über eine Wasserleitung 25, Wasser zugeführt. Jede Düse wird einzeln mittels eines Ventils 26 gesteuert; die Wasserzuführung trägt ein Ventil 27. Es sind Anzapfungen 28 vorgesehen, um die Temperatur am Ausgang des Abzuges der Haube 29 der Kammer 18 entweder kontinuierlich oder periodisch und dementsprechend automatisch oder nicht automatisch messen zu können. Die entnommenen Temperaturwerte werden mit einem vorgegebenen Wert verglichen. Die Abweichungen der tatsächlichen Temperaturen oder ihres Mittelwertes (in üblicher Weise festgestellt) von diesem vorgegebenen Wert werden mittels an sich bekannter Vorrichtungen, welche hierzu geeignet sind, zur Regelung der Wasserzufuhr verwendet. Gegebenenfalls kann die im Tunnel herrschende Temperatur nicht nur im Bereich des Abzuges, sondern auch anderswo in der Kammer 18 gemessen werden. Das Ergebnis dieser Messungen kann dazu verwendet werden, die Gaszufuhr und/oder den den Tunnel in Drehung versetzenden Antrieb zu regeln.

Der untere Ausgang 10_ä des Tunnels ist von der Haube 29 umgeben, welche mit dem Tunnel mittels einer Drehverbindung 30 in Verbindung steht. Zwischen dem Tunnel und dem feststehenden Teil (gemauert) ist durch Stauscheiben 31 ein dichter Abschluß gewährleistet.

Der Tunnel 10 speist an seinem Ausgang 10, einen oder mehrere Förderer 32, welche den behandelten, weißen und auf eine Temperatur von etwa 250 bis 300° C abgekühlten Klinker aufnehmen. Die Haube 29 ist weiterhin dicht mit einem Abzug 33 an einer Drosselklappe 34 an eine Vorrichtung 35 zur Staubsammiung angeschlossen. Es wurde mit einer Vorrichtung der beschriebenen Art gearbeitet, welche durch die folgenden Größen charakterisiert ist: Gesamtlänge des Tunnels 5700 mm, obere Kammer 2900 mm. untere Kammer 2800 mm. Durchmesser 2600 mm, Umdrehung der Zerkleinerungsvorrichtung: 70 Umdrehungen/Minute, Umdrehung des Tunnels: 2 bis 8 Umdrehungen/Minute.

Es wurde festgestellt, daß diese Vorrichtung am Tag 200 bis 3501 weißen Klinkers liefert, wobei von einem Ausgangsmaterial mit folgender Zusammensetzung (Gewichtsprozent) ausgegangen wurde:

Prozent

SiO₂ etwa 14 bis 15

Al₂O₃ etwa 0,6

Fe₂O₃ etwa 0,2

CaO ungefähr 46 bis 47

MgO etwa 1

CO₂ (als Karbonat) etwa 37

Der Klinker wurde auf eine Korngröße von 0 bis 40 mm (ungefähr) zerkleinert

Der Klinker gelangte bei einer Temperatur von 1200 bis 1300⁰C in die obere Kammer. Dort blieb er zwischen 5 und 7 Minuten. Während seines Auf enthaltes in der oberen Kammer wurde der Klinkei umgerührt und der Einwirkung der reduzierender Gase ausgesetzt. Die Temperatur des Klinkers sanl· dabei nur um etwa 100° C.

Dementsprechend betrug die Temperatur de: Klinkers bei seinem Eintritt in die untere Kammei noch etwa 1100⁰C. Daraufhin wurde der Klinkei intensiv mit Wasser besprüht, und zwar mit etw<

ίο 100 1 pro Minute, wodurch seine Temperatur sehi schnell auf etwa 250 bis 300° C absank. Die Ab kühlung erfolgt dabei homogen, bewirkt durch da; Umrühren infolge der Rotation des Tunnels.

In der unteren Kammer blieb der Klinker eben falls etwa 5 bis 7 Minuten.

Die Dampftemperatur (250° C bei normalem Be trieb) wurde als der Temperatur des Klinkers pro portionaler Parameter verwendet. Die Wasserversorgung wurde entsprechend dieser Dampftemperatui eingestellt.

Das in die obere Kammer durch eine oder meh rere Düsen eingegebene reduzierende Gas wurde vor einem Propangasbrenner geliefert und hatte die folgenden Volumanteile:

Prozent CO CO₂

S'. etwa

10 bis 14 5 bis 9 Spuren 1 bis 5 0,5

COfCO₂ 1,5 bis 2

Der so erhaltene Klinker hatte die nachstehende Zusammensetzung (Gewichtsprozent): Prozent

SiO„ 24,5 bis 25

Al₂O₃ 2,6 bis 2,5

Fe₉O₃ 0,3

MgO 0,9

CaO 71,2 bis 72.2

TiO₂MnO₃Cr₂O₃ 0,47 bis 0,070

Die so erhaltene Leuchtkraft betrug unter diesen Bedingungen und bei Verwendung der oben angegebenen Einheiten 89.

Es wurden etwa 7 kg Propan pro Stunde verbraucht, d. h. etwa zwei- bis dreimal weniger als bei der Vibrationsvorrichtung nach der Hauptpatentanmeldung.

Es ist zu bemerken, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung leicht zugänglich ist und daß die nur selten erforderlichen Eingriffe sich praktisch auf die Regelung der Wasserzufuhr zu den Düsen beschränken. Bei manueller Steuerung ist dies etwa zwei- bis dreimal pro Schicht erforderlich. Die Bezugsgröße ist die bei 250° C gehaltene Temperatur des Dampfes, und zwar für eine Klinkertemperatur am Ausfall der Vorrichtung von etwa 150⁰C Es wurde die Annahme bestätigt, daß diese Temperatur die Temperatur des Klinkers am Ausgang der Vorrichtung um etwa 15 Minuten vorwegnimmt

In der Abkühlkammer trat keinerlei Bodenerhöhung durch Ablagerung auf.
Es ist festzustellen, daß die Vorrichtung sehr gut abgedichtet ist Der Klinker wird homogen abgekühlt und alle Körner haben unabhängig von ihrer Größe dieselbe Farbe. Die Verstärkung des Weißegrades beträgt etwa einen Punkt jedoch ist sie viel

υιέ vomcniuug isl icikui qu·. ^^^ „

schiedener Ausgangsmaterialien einzus liefert stets bei geringen Betriebskoste

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von weißem Zement nach Patentanmeldung P 1 942 537.7-45, bei dem das Ausgangsmaterial zu einer homogenen, pastenförmigen Masse verarbeitet, die erhaltene Masse in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem sehr porösen Klinker gebrannt und der erhaltene Klinker in innigem Kontakt mit einem reduzierenden Gas zerkleinert und abgekühlt wird, wobei der bei einer Temperatur von 1000 bis 1450° C zerkleinerte Klinker in einer reduzierenden Atmosphäre innerhalb von 1,5 bis 6 Minuten auf eine Temperatur von etwa 700 bis 1100° C gebracht wird und danach der Klinker in reduzierender Atmosphäre durch Besprühen mit Wasser schnell auf ein*· Temperatur von etwa 300° C abgekühlt und a: schließend in freier Luft gesammelt wird, wobei der Kontakt mit der reduzierenden Atmosphäre während der beiden Abkdhlschritte unter Ausschluß von Sauerstoff auf einet den Klinker vorwärts befördernden, gegenüber der horizontalen geneigten Rüttelvorrichtung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelvorrichtung als in eine obere (17) und eins: untere Kammer (18) unterteiltes Drehrohr (10) ausgebildet ist, das etwa 0,5 bis 2°.'· gegen die Horizontale geneigt ist und zn dessen oberem Einlaßende der Klinker mittels einer Zerkleinerungsvorrichtung (1) durch eine Röhre (3) zuführbar ist, unter der eine Düse (5) für die Zufuhr eines reduzierenden Gases in die obere Kammer (17) mündet, daß für die Unterteilung des Drehrohres ein Querschott (16) etwa mittig vorgesehen ist, das öffnungen (19, 20) zum Hindurchfördern des Materials aufweist und daß das Drehrohr (10) am oberen und unteren Ende miitels Hauben (12 bzw. 29) gegenüber der Röhre (3) bzw. gegenüber einer Klinkerabzugsvorrichtung (32) am unteren Ende des Drehrohres abgedichtet ist, wobei die Haube (29) am unteren Ende Spritzdüsen für die steuerbare Zufuhr von Kühlmittel in die untere Kammer (18) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die obere (17) und untere Kammer (18) trennende Querschott (16) aus feuerfestem Material besteht und nahe seinem Umfang wenigstens eine öffnung (19, 20) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die obere (17) und untere Kammer (18) trennende Querschott aus feuerfestem Material besteht und wenigstens zwei in Umfangsrichtung liegende, symmetrische uid stromab um vorzugsweise etwa 45° geneigte Öffnungen (19, 20) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (19, 20) Ablenkvorrichtungen, vorzugsweise in Schaufelform, aufweisen, welche dazu dienen, an der stromauf gelegenen Seite eine größere Materialmenge in die entsprechende öffnung hinein;cufördern und an der stromab gelegenen Seite die öffnung freizuhalten und die Klinkerböschung hinauszuschieben.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der

Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (S) zur Einleitung des reduzierenden Gases in die obere Kammer (17) an ihrem Innenende einen Schutzschirm (8) tragen.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Temperaturraeßvorrichtungen (28) für den Dampf, der aus dem aus den Düsen (25) versprühten Wasser gebildet worden ist, welche Vorrichtungen in Wirkverbindung mit der Wasserzufuhrsteuerung stehen.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch von innen mittels geeigneter Vorrichtungen angeblasene Fenster in wenigstens einer der Hauben oder in in den Hauben vorgesehenen Mannlöchern zur Überwachung des Betriebes der Vorrichtung.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsgeschwindigkeit des Tunnels (10) etwa 3 bis 6 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise etwa 4 Umdrehungen pro Minute, beträgt.