DE2200532A1

DE2200532A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von mehrphasengipsen

Info

Publication number: DE2200532A1
Application number: DE19722200532
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Rheinstahl AG
Current assignee: Rheinstahl AG
Priority date: 1972-01-07
Filing date: 1972-01-07
Publication date: 1973-07-12
Also published as: FR2166919A5; JPS4874497A; CH585677A5; ATA884372A; GB1400830A; BE793693A; AT328948B; JPS5219559B2; US3829280A

Description

Essen, den 4. Januar 1972 PZ 2820

Pat entanmeldung:

"Verfahren und Torrichtung zum Herstellen von Mehrphasengipsen¹¹

Anmelder : Bheinstahl AG·, Essen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Mehrphasengipsen bestehend aus Anhydriten, Halbhydrat und JDihydrat mit einem einstellbaren Abbindeverhalten, z.B. mit einem Abbindebeginn zwischen 4-25 min. und einem Abbindeende zwischen 10 - 120 min.

Bekannt ist ein Verfahren zum Brennen von Mehrphasengipsen in einer Irägergas-Brennanlage, mit vorzugsweise mehreren hintereinander geschalteten Zyklonen, bei dem die Temperatur des eintretenden Heizgasstromes so eingeregelt wird, daß sie möglichst wenig über die Austrittstemperatur des Brenngutes liegt, insbesondere das 1,1 bis 2,0 fache beträgt, wobei ferner die,Verweilzeit des Gutes im Heizgasstrom insbesondere in einem Bereich von 0,5 - 10 see. und die relative !Feuchtigkeit des Heizgasstromes bezogen auf die Betriebstemperatur insbesondere auf einen Betrag von 40 - 95 i» regelbar ist. Dabei weist das Rohmaterial insbesondere eine Korngröße bis zu max. 2 mm mit einer bevorzugten Kornklasse zwi sehen 5 - 400 ^i auf (OS 1 940 007).

Nach diesem Verfahren ist es möglich, in ein- und derselben Anlage und in kontinuierlicher Arbeitsweise die verschiedenen Gipsphasen und -modifikationen weitgehend getrennt voneinander wie auch in einer gewünschten Mischung derselben als Mehrphasengipse treffsicher herzustellen«

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Soweit es sich um die Herstellung von Mehrphasengipsen handelt, wie z.B. Putzgips, der z.B. aus 42 # Anhydrit II, 13 # Anhydrit III, 33 i> Halbhydrat, 2 # Dihydrat und 10 % Inertes besteht, aber auch bei der Herstellung einzelner Phasen und Modifikationen, hat sich dabei eine ständige Überwachung der Zusammensetzung sowohl des Endproduktes als auch der Produkte der einzelnen Behandlungsstufen als notwendig herausgestellt. Diese Überwachung ist auch bei fest eingestellten Behandlungsgrößen, wie Temperaturen, Korngrößen usw. insofern schon empfehlenswert, als das Ausgangsprodukt oft einen wechselnden Wassergehalt hat, so daß sich trotz gleichbleibender Behandlungsbedingungen Verschiebungen der Anteile der einzelnen Phasen und Modifikationen im Endprodukt ergeben können, die zu anderen Produkteigenschaften führen·

Ein noch nicht veröffentlichter Vorschlag geht dahin, bei diesem Verfahren für die genaue Überwachung der Produktzusammensetzung aus den einzelnen Phasen und Modifikationen und die Steuerung im Sinne einer gezielten Herstellung eines Gipses von einer bestimmten Zusammensetzung unabhängig von den Schwankungen des Ausgangsmaterials den Gehalt an Kristallwasser als Erkennungsmerkmal für das Vorliegen der einzelnen Phasen, nämlich Anhydrit, Halbhydrat und Dihydrat heranzuziehen, indem der Kristallwassergehalt des aus den einzelnen Zyklonstufen austretenden Gutes ermittelt wird und durch den Meßwert die durch die einzelnen Stufen fließenden Anteile des Gesamt-Brenngutes im Sinne einer bestimmten Zusammensetzung des Endproduktes mengenmäßig gesteuert werden«

Bei einem älteren Verfahren zur Herstellung von Gipsen mit mehreren Phasen z.B. von Putz- und Estrichgips, welches mit Drehofen oder Kammeröfen arbeitet, wird eine bestimmte Zusammensetzung des Produktes durch einen sog. "Doppelbrand" erreicht, bei dem ein Teil des Rohgipses bei hoher Temperatur zu Anhydrit gebrannt wird, welcher in noch heißem Zustand

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mit dem andern zerkleinerten Teil des Rohgipses vermischt wird, wobei dieser durch die Wärme des Anhydrits zu Haltihydrat gebrannt wird, das noch in der Phasenmischung benötigt wird (DBP 949 456).

Es hat sich nun in der Praxis herausgestellt, daß Mehrphasengipse auch bei sorgfältiger Überwachung der Herstellungsgänge verhältnismäßig große Schwankungen im Abbind everhal ten aufweisen, was offenbar damit zusammenhängt, daß die metastabilen Phasen, insbesondere der metastabile, stark hygroskopische Anhydrit III nachträglich bei der Lagerung durch Feuchtigkeitsaufnähme aus der luft eine Umwandlung, in diesem Falle zu Halbhydrat erfährt. Da dieser als Alterung bezeichnete Yorgang sehr von der Feuchtigkeit, der Temperatur der umgebenen Atmosphäre und der Zeit abhängig ist, kann es zu nicht voraussehbaren starken Schwankungen im Abbindeverhalten der Mehrphasengipse kommen.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Mangel von Mehrphasengipsen zu beseitigen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zu deren Herstellung zu schaffen, durch die diese einen sehr gleichmäßigen und gleichbleibenden Abbindebeginn und ein ebensolches Abbindeende haben und außerdem noch besonders gute Festigkeitseigenschaften aufweisen.

Die Erfindung bedient sich dabei des eingangs genannten Trägergas-Brennverfahrens, durch welches die Herstellung von Mehrphasengipsen einer bestimmten Zusammensetzung besonders treffsicher möglich ist.

Die Erfindung besteht darin, daß in einer Trägergas Brennanlage mit einer nur wenig über der Brenngutaustrittstemperatur liegenden Brenngastemperatur ein Phasengemisch von Dihydrat, Halbhydrat und Anhydriten erzeugt ■ wird

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und daß danach der Teil des Anhydrits III, welcher im Fertigprodukt unerwünscht ist, zu; Halbhydrat rehydratisiert wird.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Rehydratation des Anhydrits III dadurch, daß das Phasengemisch in einen Kühlluftstrom eingegeben wird, dessen absoluter Feuchtigkeitsgehalt je nach dem Anteil des Anhydrits III auf bis zu 30 g/Nnr absolute Feuchtigkeit einregelbar ist.

Einen andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Rehydratation des Anhydrits III durch eine intensive Zumischung von feinkörnigem Dihydrat oder Dihydrat haltigem Substanzen zum Phasengemisch in einer Menge erfolgt, daß das aus dem Dihydrat freiwerdene Wasser der 1,0 - 2,0 fachen, insbesondere der '1,1 -1,4 fachen stöchiometrischen Menge entspricht, welche zur Rehydratation des Anhydrits III zu Halbhydrat erforderlich ist.

Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Rehydratation des Anhydrits III dadurch erfolgt, daß dem Phasengemisch zunächst feinkörniges Dihydrat oder Dihydrat haltige Substanzen zugeführt werden und danach das gesamte Gemisch in einen feuchten oder trockenen Kühlluftstrom aufgegeben wird.

Einen andere günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Rehydratation des Anhydrits III dadurch erfolgt, daß einem Teil des Phasengemisches feinkörniges Dihydrat oder Dihydrat haltiije Substanzen zugemischt werden und der andere Teil gleichzeitig einem Kühlluftstrom mit eingeregeltem Feuchtigkeitsgehalt aufgegeben wird.

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Durch die Erfindung wird der metastabile Anhydrit III, der beim Hochtemperaturbrand von Grips in größerer Menge (bis zu 30 fa)' entsteht, bis auf den Teil, auf den man im Endprodukt nicht verzichten möchte, da er stark anregend auf den Ansteifungsbeginn wirkt, durch Rehydratation gezielt in Halbhydrat zurückverwandelt. Die sonst auftretende nicht zu vermeidend selbsttätige Umwandlung des Anhydrits III bleibt also nicht mehr dem zufälligen und langsamen Einwirken der luftfeuchtigkeit auf das fertige Produkt überlassen. Vielmehr wird durch die schockartig wirkende Rehydratation bereits ein fertiges, stabiles Endprodukt geschaffen, dessen Abbindeverhalten fast keinen Schwankungen mehr unterliegt.

Dabei wurde festgestellt, daß derartig behandelte Mehrphasengipse in überraschenderweise eine vergleichbar wesentlich höhere Festigkeit als andere Mehrphasengipse aufweisen, was offenbar daraufZurückzuführen ist, daß das Dihydrat, welches nach dem Abbinden aus dem durch Rehydratation von Anhydrit III gebildeten Halbhydrat entstanden ist, eine besonders günstige Kristallform aufweist.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung darin, daß unter dem Brenngutaustrag der IDrägergas Brennanlage eine Misch.- und Fördervorrichtung angeordnet ist, in die in der Nähe des Brenngutaustrages ein Fallrohr für die Aufgabe einer dosierten Menge von gemahlenem Dihydrat oder Dihydrat haltigen Substanzen einmündet, wobei die Misch- und Fördervorrichtung am Ende in eine zu einem Kühlzyklon führende, unter Saugzug stehende Leitung mündet, an deren anderen Ende ein regelbarer Luftbefeuchter angeordnet ist.

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Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Gutaustrag des Kühlzyklons in eine zu einem weiteren Kühlzyklon führende, unter Saugzug stehende Leitung einmündet, die am anderen Ende ebenfalls an den Luftbefeuchter angeschlossen sein werden kann·

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung dargestellt, die weitere Einzelheiten der Erfindung zeigt:

Es bezeichnet 1 den Pertigbrennzyklon der Trägergas Brennanlage _f in den von einem nicht gezeichneten Ventilator Heizgas aus der Brennkammer 2 gesaugt wird. Der Pertigbrennzyklon wird in der Regel von einem vorgeschaltenen, ebenfalls an die Brennkammer 2 angeschlossenen Vorbrennzyklon 4 mit feinkörnigem vorgebrannten Gut beschickt. Der Vorbrennzyklon 4 wird seinerseits vom Bunker 3 mit feinkörnigem Rohgut (Dihydrat) versorgt.

Unter dem Gutaustrag 5 des Pertigbrennzyklons 1 ist eine Misch- und Fördervorrichtung 6 z.B. in Form einer Schnecke angeordnet, in die in der Nähe des Gutaustrages 5 ein ebenfalls vom Bunker 3 kommendes Fallrohr 7 einmündet, durch das dem in der Trägergas-Brennanlage erzeugtem Phasengemisch in regelbarer Weise feinkörniges Rohgut (Dihydrat oder Dihydrat haltige Substanzen) zugegeben werden können.

Die Misch- und Fördervorrichtung 6 mündet am Ende in eine zu einem Kühlzyklon 8 führende.ι und unter dem Saugzug des Ventilators 9 stehende Leitung 10, an deren anderem Ende sich ein regelbarer Luftbefeuchter 11 befindet. In der Leitung 10 und im Kühlzyklon 8 findet durch die angesaugte Luft eine intensive Befeuchtung und gleichzeitig eine Kühlung des Brenngutes statt.

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Unter dem Brenngutaustrag 5 der Trägergas-Brennanlage ist in der Misch- und Fördervorrichtung 6 ferner ein regelbarer Bypass 21 angeordnet, der unmittelbar in die Leitung 10 einmündet.

Unter dem Austrag 12 des KühlZyklons 8 ist eine ebenfalls unter der Wirkung des Saugzugventilators 9 stehende Leitung 14 angeordnet, die zu einem zweiten Kühlzyklon 13 führt. Durch diese leitung kann über eine Regelklappe 15 Kühlluft entweder aus dem luftbefeuchter 11 oder ggf. auch aus der- Atmosphäre angesaugt werden.

Die Ton den Kühlzyklonen 8 und 13 kommende luft wird durch die leitungen 15 und 16 dein Staubabscheider 17» der z.B. ein !Tuchfilter sein kann, zugeführt} das aus dem Kühlzyklon 13 austretende Gut gelangt ebenso wie das aus dem Staubabscheider 17 durch die leitung 18 austretende Gut über eine !Förderanlage 19 zu den Fertiggutbunkern 20.

Die erfindungsg einäße Yorriohtung kann so betrieben werden, daß das aus dem Brenngutaustrag 5 austretende Gut ohne Beimischung von Bihydrat oder Dihydrat haltigen Substanzen lediglich unter Ausschaltung der Misoh- und Fördereinrichtung 6 über die Zellenradschleuse des Bypasses 21 in die leitung 10 gelangt₃ iron wo es von der vom regelbaren luftbefeuchter 11 kommenden Kühlluft in die Kühlsyklone und 13 geführt wird, wobei durch die Feuchtigkeit der Kühlluft eine Rehyä rat ation de<s Anhydrits III zu Halbhydrat und gleichzeitig eine Tollständige Abkühlung des Gutes erfolgt»

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Dabei kann ggf. der nachgeschaltete Kühlzyklon 13 durch Abschalten vom Luftbefeuchter mit trockner Kühlluft arbeiten.

Eine andere Arbeitsweise der Vorrichtung besteht darin_f daß dem aus dem Brenngutaustrag 5 austretenden Gut durch die Leitung 7 eine für die Rehydratation des Anhydrits III entsprechende Menge Dihydrat oder Dihydrat haltiger Substanzen zugegeben wird und durch die Misch- und Fördervorrichtung 6 intensiv zugemischt wird. Das Gemisch wird in den nachgeschalteten Kühlzyklonen 8 und 13 noch mit feuchter oder nur trockener Luft behandelt und heruntergekühlt. Zum Kühlen mit trockener Luft in beiden Zyklonen kann der Luftbefeuchter 11 außer Betrieb gesetzt werden·

Eine weitere Arbeitsweise besteht schließlich darin, daß durch eine entsprechende Einregelung der Zellenradschleuse des Bypasses 21 ein Teil des aus dem Brenngutaustrag 5 kommenden Gutes unmittelbar in die Kühlluftleitung 10 aufgegeben wird und dem in der Misch- und Fördervorrichtung 6 verbleibenden Teil des Gutes durch die Leitung 7 eine für die Rehydratation des Anhydrits III entsprechende Menge Dihydrat oder Dihydrat haltige Substanzen zugegeben wird.

Durch die erfindungsgemäße Behandlung ist das in die Bunker 20 gelangene Fertiggut im Gegensatz zu dem nach den üblichen Herstellungsverfahren hergestellt Fertiggut bereits voll gebrauchsfähig. Es verändert sich kaum noch in seiner Zusammensetzung und in seinem Abbindeverhalten. Es ist außerdem auf eine Temperatur abgekühlt, die ein sofortiges Verpacken in Säcke möglich macht.

Patentansprüche; 309828/0625

Claims

Patentansprüche:

(J ·. Verfahren zum Herstellen von Mehrphasengipsen mit einem einstellbaren Abbindeverhalten, dadurch gekennzeichnet , daß in einer Trägergas-Brennanlage mit einer nur wenig über der Brenngut Austrittstemperatur liegenden Brenngastemperatur ein Phasengemisch von Dihydrat, Halbhydrat und Anhydriten erzeugt wird und danach der Teil des Anhydrits III, welcher im Fertigprodukt unverwünscht ist, zu Halbhydrat rehydratisiert wird·
2. Yerf ahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß die Rehydratation des Anhydrits III dadurch erfolgt, daß das Phasengemisch in einen Kühlluftstrom eingegeben wird, dessen absoluter Feuchtigkeitsgehalt je nach dem Anteil des Anhydrits III auf bis zu 30 g/Bnr absolute Feuchtigkeit einregelbar .ist,
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß die Rehydratation des Anhydrits III durch intensive Zumischung von feinkörnigem Dihydrat oder Dihydrat haltigen Substanzen zum Phasengemisch in einer Menge erfolgt, daß das aus dem Dihydrat frei werdene Wasser der 1, 0 - 2,0 fachen, insbesondere 1,1 -1,4 fachen stöchometrisehen Menge entspricht, welche zur Rehydratation des Anhydrits III zu Halbhydrat erforderlich ist.

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4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet ,daß die Rehydratation des Anhydrits III dadurch erfolgt, daß dem Phasengemisch zunächst feinkörniges Dihydrat oder Dihydrat haltige Substanzen zugemischt werden und danach das gesamte Gemisch in einen feuchten oder trockenen Kühlluftstrom aufgegeben wird.
5· Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet , daß die Rehydratation des Anhydrits III dadurch erfolgt, daß einem Teil des Phasengemisches feinkörniges Dihydrat oder Dihydrat haltige Substanzen zugemischt werden und der andere Teil gleichzeitig einem Kühlluftstrom mit eingeregelten Feuchtigkeitsgehalt aufgegeben wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet daß unter dem Brenngutaustrag (5) der Trägergas-Brennanlage eine Misch- und Fördervorrichtung (6) angeordnet ist, in die in der Nähe der Brenngutaustrages ein Fallrohr (7) für die Aufgabe einer dosierten Menge von gemahlenem Dihydrat oder Dihydrat haltigen Substanzen einmündet, wobei die Misch- und Fördervorrichtung am Ende in eine zu einem Kühlzyklon (8) führende, unter Saugzug stehende Leitung (10) mündet, an deren anderen Ende ein regelbarer Luftbefeuchter (11) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß unter dem Brenngutaustrag (5) der Trägergas-Brennanlage in der Misch- und Fördervorrichtung (6) ein regelbarer Bypass (21) angeordnet ist, der unmittelbar in die zum Kühlzyklon (8) führende Leitung (10) einmündet.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Gutaustrag (12) des Kühlzyklons (8) in eine zu einem weiteren Kühlzyklon (13) führende₅ unter Saugzug stehende Leitung (14) einmündet, die am anderen Ende ebenfalls an den luftbefeuchter (11) angeschlossen werden kann»

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