DE2247376A1 - Verfahren zur herstellung eines weissen fuellstoffes fuer erhaertende baumischungen - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines weissen fuellstoffes fuer erhaertende baumischungenInfo
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Description
-
- VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES WEISSEN FÜLLSTOFFES FÜR ERHÄRTENDE BAUMISCHONGEN Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines weißen Füllstoffes für die Aufbereitung er-härtender Baumiscaungen, die fur den Straßenbau, die Anfertigung von DrucK-rohren, tragende Betonarten, für den Bau von Filtern zur wasserreinigung sowie zur andere Zwecke verwendet werden können.
- Zur Zeit ist ein Verfahren zur Herstellung eines weißen Fullstoffes bekannt, welches darin besteht, daß man aus einem Schlicker, der eine Suspension aus Wasser, Sand, Kal@stein, @reide und Soda darstellt, in einem Drehofen eine schmelzflüssige glasige Masse aufbereitet und diese mit Quarzsand sattigt.
- Das heregestellte Aggregatmaterial in Form einer Glasschmelze, die mit Quarzsand gesättigt ist, wird in einem Plattengranulator granuliert. Die Stücke von granuliertem Aggregatmaterial werden zerkleinert, nach Kornfraktionen klassiert und einen Drehofen zur Wärmebehandlung zugeführt.
- Durch die Wärmebehandlung der Körrichen bei einer fortschreitenden Drehbewegung wird das Material aus einem glasigen Zustand in einen glaskristallinen Zustand überführt und es werden weiße Körnchen hergestellt. Das kristallisierte Aggregat material wird zerkleinert. Während der Zerkleinerung werden die Stt@ke des @aterials über weniger feste Spaltflächen zwischen Sand und Glas zersplittert und es werden Körnchen von Würfelform hergestellt.
- Die weißen Körnchen verwendet man als Verkleidungsmaterial bsim Stradenbau (s.z.B. die englischen Patentschriften Nr. 1035797, 992782 und 897125).
- Ein Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß zur ^erstellung der schmelzflüssigen glasi0en Masse und zur Wär@ebehandlung des Materials metallaufwendige und teure Ausrüstungen mit großen Abmessungen in Form von.zwei Drehofen mit einer Länge von 120 m und einem Durchmesser. von 25 n verwendet werden sollen. Deshalb ist das bekannte Verfahren wenig produktiv und gestattet es nicht, das Material mit einer homogenen Struktur herzustellen.
- Zur Herstellung eines künstlichen Füllstoffs für Baumischungen, die in großen Mengen zur Anwendung kommen, ist außerdem eie bedeutende enge von Glasrohstoffen erforderlich, deren Verwendung unwirtschaftlich ist, weil sie hauptsächlich zur <-> Herstellung von einem wertvolleren <Material> Glas-bestimmt sind.
- Un Glasrohstoffe (Sand, Dolomit, Kalkstein und Soda) in einen wäßrigen Schlicker zu verwandeln, sind ein zusätzlicher technologischer Arbeitsgang sowie leistungsfählge Ausrüstungen mit großen Abmessungen (Kugelmühlen, Mischer, Behälter, Pumpen usw.) erforderlich.
- wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es nicht gestattet, einen solchen it verbreiteten Rohstoff, wie Abfallprodukte der Hüttenindustrie, in Form von feurig- flüssigen oder kalten Hüttenschlacken- zu verarbeiten.-Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile : Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrunde gelegt, ein Verfahren zur Herstellung eines weißen Füllstoffes für erhärtende Baumischungen unter VervJendung solcher technologischer Arbeitsgänge und deren Parameter, die eine Vereinfachung des technologischen Prozesses im ganzen ermöglichen, zu entwickeln, diesen Prozeß produktiver zu gestalten, einen komplexen Rohstoff in Form von feurig- flüssigen oder kalten Hüttenschlacken, die kein Mangelmaterial darstellen, zu verwenden und ein wei-.es material mit einer homogenen Struktur zu erhalten.
- Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei der Herstellung eines weißen Füllstoffes für erhärtende Baumischungen durch die Aufbereitung einer schmelzflüssigen glasigen Masse, deren Granulierung und anschließende Wärmebehandlung der Körnchen bei deren fortschreitender Drehbewegung erfindungsgemäß zur Herstellung einer schmelzflüssigen glasigen .iasse schmelzflüssige Hüttenschlacken mit mineralischen Zusätzen vermischt und bei einer Temperatur von etwa 1560 - 1580°C unter gleichzeitigem Aufschäumen beim oxydierenden Verbrennungsprozeß des Brennstoffstrahls in einer Schmelze geschmolzen werden, die hergestellte aufgeschäumte Glasmasse der Granuleerung bei einer Viskosität von 60-90 Poise zugeführt, und die Wärmebehandlung des Granulats bei einer Temperatur von etwa 1050-10800C innerhalb von mindestens 30 Minuten durchgeführt wird.
- Das Wesen der Erfindung besteht in folgendem.
- Dadurch, daß die schmelzflüssige glasige Masse durch das Vermischen von schmelzflüssigen Hüttenschlacken mit mineralischen Zusätzen hergestellt und bei Temperaturen zwischen 1560 und 1580 0C unter gleichzeitigem Aufschäumen beim oxydierenden Verbrennungsprozeß des Brennstoffstrahls geschmolzen wird, wird es möglich, anstelle von Glasrohstoffen einen komplexen Rchstoff, der kein Mangelmaterial darstellt und als Abfallprodukt im Hüttenbetrieb anfällt, zu verwenden sowie technologische Arbeitsgänge auszuschließen, die mit der Aufbereitung des Gemengesatzes für die Herstellung einer schmelzflüssigen glasigen tasse verbunden sind.
- Das Verfahren gestattet es, den Prozeß der..Porenbildunæ entsprechend dem erforderlichen Charakter der Poren und dem Volumgewicht des Endprodukt es zu regeln. Die Porosität des Materials kann man in einem Bereich von 5 bis zu 80% variieren.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verlaufen der Prozeß des Aufsohäumens und der Prozeß des Schmelzens gleichzeitig, wodurch das Verfahren vereinfacht und seine Leistung erhöht wird.
- Die nach-diesen Verfahren aufbereitete glasige Masse kristallisiert während der Wärmebehandlung im gesamtem Volumen unter der Bildung von Kristallen mit einer Größe bis übes l'@m was die herstellung eines homogenen Materials. ermöglicht.
- Der intensive Prozeß des Schmelzens wird'in hochleistunfähigen Zyklon-, Konverter-oder Wirbelschmelzkammern durchgeführt. Diese hinsichtlich ihrer Konstruktion einfachen Öfen entwickeln eine Tages leistung bis zu 500 Tonnen bei einer Tagesausbringung der Glasmasse von 25 bis zu 30 Tonnen je m2 Querschnittsfläche unter Verwendung der kalten Schlacke und bis zu 40-50 Tonnen unter Verwendung feurig- flüssiger Schlacken.
- Diese Ofen sind raumsparend, sie erfordern keine feuerfeste Auskleidung. Die einmaligen Aufwendungen für den Bau dieser den sind gering.
- Das Schmelzen der glasigen Masse wird durch den- Oxydationsprozeß der Verbrennung des Brennstoffstrahls unmittelbar in der Schmelze verwirklicht.
- Dadurch vlerden ein hoher pyrometrischer Effekt der Verbrennung des Brennstoffes, das intensive Vermischen und die Sättigung der Schmelze mit Gasen erreicht.
- Die oxydierende Atmosphäre des Schmelzens gestattet es, den in Hüttenschlacken enthaltenen sulfidgebundenen Sc-hwefel zu verbrennen und letzten Endes ein weißes Material herzustellen. Ein solcher Schmelzprozeß ermöglicht eine bedeutende Verminderung des Wärmeaufwandes und die Herstellung eines gasgesättigten Materials mit homogener Struktur.
- Das Aufschäumen der schmelzflüssigen glasigen Masse wird bein Schmelzen in den Öfen durch die Einführung eias Gasbildners durch einen in die Schmelze eingetauchten Brenner oaer ohne den Gasbildner vorgenommen.
- Im letzteren Fall wird das Aufschäumen durch eine hydrostatische Sättigung der Schmelze mit Verbrennungsprodukten verwirklicht.
- Bei der Einführung des Gasbildners wird ein leichtes Material mit einen Volumgewicht bis zu 1000 kg/m3 erhalten.
- Zur Herstellung des Füllstoffes verwendet man das Aufschäumen durch die hydrostatische Sättigung der Schmelze mit Gasen.
- Dlese Art des Aufschäumens ist durch einen hohen Effekt der Bildung von für den Füllstoff erforderlichen Poren gekennzeichnet.
- Die Verwendung des hydrostatischen Aufschäumens der Glasmasse beim Schmelzprozeß ermöglicht eine wirksame und schnelle Sättigung der Glasmasse mit aufgelösten, Gasen im erforderlichen Volumen durch die Änderung des Standes der Glasmasse im Schmelzaggregat, eine automatische Regelung der Temperatur, des Luft- und Gasdruckes in dem in die Schmelze eingetauchten Brenner, die Änderung des Sättigungsgrades sowie auch die Durchführung des Schmelzprozesses und der Sättigung der Silikatschmelze in einer stark oxydierenden Atmosphäre, die für die Verbrennung des sulfidgebundenen Schwefels bei der Verwendung sulfidhaltiger Rohstoffe (Hochofenschlacke usw) besonders notwendig ist. Das ermöglicht die Herstellung eines weißen Materials auf Basis von-Hochofenschlacke.
- Die Viskosität der Schmelze wird beim Schmelzen in einem Bereich von 60-90 Pcise gehalten, was besseres Aufschäumen gevährleistet und das Gas in geschlossenen Räumen in Glasmasse hält. Durch die Temp.eratursen1ng wird jedoch vor der Granulierung die Viskosität der aufgeschäumten Schmelze bis zu 60-90 Poise erhöht. Das gestattet es, die erforderliche Gassättigung der Glasma-sse einzuhalten und dadurch die Bildung von geschlossenen Poren in einer Menge von mindestens 30% zu gewährleisten.
- Durch die Granulierung der aufgeschäumten Glasmasse mit einer Viskosität von 60-90 Poise wird ein Füllstoff mit erforderlichem Volumgewicht und Porosität hergestellt.
- Die Wärmebehandlung der Körnchen wird bei Temperaturen zwischen 1050 und 1080°C innerhalb von mindestens 30 Minuten verwirklicht.
- Die Wärmebehandlung gewährle-istet unter diesen Bedingungen eine gleichmäßige volumetrische Kristallisation des gesamten traterials. SolchTeine Kristallisation gewährleistet die H,erstellung einer honogenen feinkristallinen Struktur der aufgeschäumten Glassmasse und die Erhöhung der Festigkeit des Materals im ganzen.
- Als Rohstoffe verwendet man Hüttenschlacken, und zwar basische Hochofenschlacken im/kalten oder im feurig-flüssigen Zustand, die bei der Erzeugung von Stahlroheisen anfallen-.
- Als mineralische Zusätze zur Korrektur der chemischen Zusammensetzung der schmelzflüssigen glasigen Masse verwendet man Sand und Laugen.
- Bei der Herstellung eines in der Masse gefärbten Füllstoffes verwendet man Farbstoffe in Form von Schwermetalloxyden (Co203, Cr203, NiO usw.).
- Die Rohstoffe brauchen speziell nicht aufbereitet zu werden. (Es sind kein Brechen, Zerkleinern, Vermischen usw.
- erforderlich).
- Die stückförmige Schlacke wird in einer Zyklonkammer oder in einem Eonverter geschmolzen und der Schmelze werden Korreturzuschlagstoffe zugesetzt.
- Zum besseren Verständnis der Erfindung sind der Beschreibung Zeichnungen beigefügt. Es zeigt: Big. 1 das technologische Schema der Herstellung eines weißen Füllstoffes unter Verwendung eines Konverters; Fig. 2 dasselbe unter Verwendung einer Zyklonkammer.
- Beispiel 1 Zur, Herstellung eines weißen Füllstoffes Für erhärtende Baumischungen wurde kalte Hochofenschlacke in einen kontinuierlich arbeitenden Konverter I (Fig. 1) eingesetzt und geschmolzen. Die eingeschmolzene glasige Masse wurde mit mineralischen Zusatzen (Bruchglas und Sand) vermischt. Rohstoffe Hochofenschlacke, Sand und Bruchglas verwendete man in einen Verhältnis von jeweils 7:6:1.
- Die kalten Hochofenschlacken wurden bei Temperaturan zwischen 1560 und 15800C geschmolzen und mit Korrekturzusätzen vermischt.
- Das Glasschmelzen wurde bei derselben Temperatur, d.h.
- zwischen 1560 und 1580°C durchgeführt. Die zur Brennstoffverbrennung vervJendete Luft wurde bis zu 6000C in einem Lufterhitzer vorerhitzt. Durch den Oxydationsprozeß der Brennstoff-' verbrennung wurde aus der Schmelze der sulfidgebundene Schwefel verbrannt. Das ermöglichte die Herstellung eines weißen Füllstoffes auf der Basis von Hochofenschlacke. Während des Schmelzprozesses wurde gleichzeitig das Aufschäumen durch die hydrostatische Sättigung der Glasmasse mit Gasen durchgeführt, die sich bei der Verbrennung des Brennstoffes in der Schmelze bilden.
- Die aufgeschäumte Glasmasse vJird in Form eines ununterbrochenen Strahls in einen Granulator 2 abgestochen.
- Die Viskosität der Schmelze wurde dabei in einem Bereich von 60-90 Poise gehalten, was die Herstellung der Glasmassa mit der 30%-igen Porosität und dem Volumgewicht von 1100 kg/m3 ermöglichte.
- Die Granulierung des Strahls der au9geschäumten.Glasmasse, die bis zu einer Temperatur von 1560-1580°C erhitzt wurde, wurde durch deren Abschreckung mit Wasser durchgeführt; die' Materialstücke verschiedener Form wurden,mittels eines Kratzförderers 3 einem Drehofen 4 zugeführt.
- Die Wärmebehandlung der Körnchen aus poröser Glasmasse wurde in einem kontinuierlich arbeitenden Drahofen 4 vorgenommen. Die kalten Körnchen wurden bei ihrer fortschreitenden Drehbewegung bis zu 10500C erhitzt und bei dieser Temperatur 30 Minuten gehalten.
- Der <glaskristalline weiße> auf diese Weise hergestellte <-> F2llstoff wurde in einem Brecher 5 bis zur Herstellung von erforderlichen Kornfraktionen zerkleinert, klassiert und den Verbrauchsbunkern 6 des Fertiglagers zugeführt.
- Beispiel 2 Das Material wurde unter den Bedingungen gemäß Beispiel 1 hergestellt; jedoch wurde das Einschmelzen der kalten Hüttenschlacken und deren Vermischen mit mineralischen Zusätzen, das Schmelzen und das Aufschäumen in einer kontinuierlich -arbeitenden Schmelzkammer 7 (Fig. 2) durchgeführt.
- Beispiel 3 Das Material in Form eines weißen Füllstoffes, wurde unter den Bedingungen gemäß den Beispielen 1 und 2 (Fig. 1 und 2) hergestellt; die Hochofenschlacke verwendete man jedoch in einem feurig-flüssigen Zustand. Die Schlacke wurde aus einer Schlackentransportpfanne bei 1350°C in einen Koverter eingegossen, bis zu 158000 erhitzt, mit-Korrekturzusätzen vermischt und aufgeschäunt.
- Beispiel 4 Das Material in Form eines weißen Füllstoffes wurde unter dan Bedingungen gemäß den Beispielen 1,2 und 3 (Fig. 1 und 2) hergestellt; jedoch wurden zur Herstellung eines in der Masse gefärbten Materials in den Ofen der Reihe nach Farbstoffe in Form von Oxyden NiO; CoO; Cr203 u.a. eingeführt.
- Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Material weist folgende Eigenschaften auf: spezifisches Gewicht 2,43 t/m3 Volumgewicht 1000-1500 t/m3 Wärmeausdehung 54.10-7 I/grd Druckfestigkeit über 6500 kp/cm2 geschlossene Porosität 5-27% Wasseraufnahme 1,2% chemische Beständigkeit Gewichtsverlust in Wasser 0,0?7o in Lauge 2,33% in Saure 0,11% Das erfindungsgemäße Verfahrend zur Herstellung eines weißen oder gefärbten Füllstoffes ist dadurch gekennzeichnet, daß es die Herstellung eines weißen oder gefärbten Füllstoffes pdustriemäßigen Straßenbau und andere Baua für den instriemäßigen Straßenbau und. andere Bauarten an einer raumsparenden hochleistungsfähigen (mit einer Leistung von 20-40 t/ Stunde) Herstellungslinie im kontienuierlichen Verfahren aus Hüttenschlacken ermöglicht.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCHVerfahren zur Herstellung eines weißen Füllstoffes für erhärtende Baumischungen durch die Aufbereitung einer schmelzflüssigen glasigen Masse, deren Granulierung und anschließende Wärmebehandlung der Körnchen bei deren fortschreItender Drehbe;egung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung einer schmelzflüssigen glasigen Masse schmelzflüssige Hüttenschlacken mit mineralischen Zusätzen vermischt und bei einer Temperatur von etwa 1560-15800C unter gleichzeitigem Aufschäumen beim oxydierenden Verbrennungsprozeß des Brennstoffstrahls in einer Schmelze geschmolzen werden, die hergestellte aufgeschäumte Glasmasse bei einer Viskosität von 60-90 Poise granuliert und die Wärmebehandlung des Granulats bei einer Temperatur von etwa 1050-1080°C innerhalb von mindestens 30 Minuten durchgeführt wird.
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