DE2747732C3 - Verfahren zur Herstellung von Zement - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von ZementInfo
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Classifications
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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- C04B7/3456—Alinite cements, e.g. "Nudelman"-type cements, bromo-alinite cements, fluoro-alinite cements
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Zement, insbesondere auf Verfahren
zur Herstellung von Zement nach der Nie-dertemperaturtechnologie.
Zemente finden im Industriebau und Zivilbauwesen weite Verwendung.
Es gibt verschiedene Verfahren zur Herstellung von Zementen. Diese Verfahren schließen die Stufen der
Zerkleinerung von Rohstoffen und des Brennens von Rohstoffgemischen unter Erhaltung eines Klinkers, der
gemahlen wird. ein.
Eine Reihe von Zementen weisen eine geringe Hydratalionsgeschwindigkeit bei niedrigen Temperaturen
( *- 5 bis -20"C) auf. Zur Beschleunigung des
Hydratationsprozesses solcher Zemente werden dem lertigen Zement in der Stufe der Herstellung von
Daumörtcln und Beton bei genannten Temperaturen Chloride, beispielsweise Kaliumchlorid zugesetzt. Mit
<ler Vergrößerung der Zugabe von Chloriden steigt der
Effekt, der durch ihre F.inführung bezweckt wird. an.
ledoch wird die Korrosion der Stahlarmamr in
erhaltenen Baumörtcln und Betonen, insbesondere bei einer warmfeuchien Behandlung der letzteren, großer
Das beschränkt die Menge zugegebener Chloride auf 2 — 2.5'V bezogen auf das Zementgewicht, unter
normalen Bedingungen der Erhärtung von Betonen und Bitimorlcln und auf I - 1.5%. bezogen auf das
Zemeniaevvichl. bei warmfeuchter Behandlung der
genannten Betone und ßaumrirtel.
Fs besteht eine Reihe von Verfahren zur Herstellung
♦on Zemcni. hei welchen Chloride dem Rohstoffe
misch zugegeben werden Der nach solch einem Verfahren erhaltene Klinker behält Chloridverbindun
gen, die entfernt werden müssen (Lntsalaing), bei.
Es ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Zement bekannt, in dem Aiisgahgskornpönenten
beispielsweise Kalkstein, Löß-Letten, Schwefclkicsabbrand und Kalziumchlorid (s. die Anmeldung der
UdSSR Nr. 23 98 733/20) gemahlen werden, worauf das erhaltene Röhstoffgemisch in einen Ofen eingebracht
wird, wo es bei einer Temperatur von iÖÖÖ— 11ÖÖ*C bis
zur Beendigung des Prozesses der Klinkerbildung gebrannt wird. Der Chloridverbindungen enthaltende
Klinker wird auf Walzen bei einer Temperatur von 900- HOO13C zerkleinert. Das Zerkleinern des Klinkers
führt man bis zur Erzielung einer notwendigen Kornzusammensetzung durch. Der zerkleinerte Klinker
wird als absteigende Schicht in einen Schacht mit perforierten Wanden eingegeben. Durch die Wandlöcher
wird ein Wärmeträger, Verbrennungsgase, eingeleitet. Das In-Kontakt-Bringen des zerkleinerten Klinkers
mit dem Wärmeträger erfolgt bei der Zerkleinerungstemperatur des Klinkers. Unter diesen Bedingungen
erfolgt die Entfernung der Chloridverbindungen. Das auf diese Weise entsalzene Material kommt auf
einen Wanderrost, wo es abgekühlt wird und dann zum Mahlen transportiert wird.
Das Verfahren zeichnet sich durch einen stabilen Betrieb und eine genügend hohe Leistungvähigkeit aus.
Jedoch bleiben im Klinker in der Regel 10—20 Gew.-% staubförmige Fraktionen von einer Körngröße unter
3 mm enthalten, die die Durchlässigkeit des Wärmeträgers in die zerkleinerte Kiinkerschichi stark vermindern.
Dadurch erreicht der Entsalzungsgrad nicht die notwendige Größe. Das führt seinerseits zur Verschlechterung
der Eigenschaften des erhaltenen Zementes, und zwar zu einer beträchtlichen Festigkeitsverminderung
des Zementes nach einer gewissen Zeit.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten Nachteile.
Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt,
ein solches Verfahren zur Herstellung von Zement zu
entwickeln bei welchem ein hoher Grad der Klinkcrcnisalzung
erreicht wird.
Dipse Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im
vorgeschlagenen Verfahren /ur Herstellung von Ze ment durch Mahlen des Kalziumchlorid enthaltenden
Rohstoffgemisches. Brennen des Rohstoffgemisches bei einer Temperatur von 1000— 1100 C unter Klinkerbildung.
Zerkleinerung des Klinkers bei einer Temperatur von 900-1100" C. Entsalzen des Klinkers bei einer
Temperatur von 900-1100 C durch In-Kontakt Bringen des zerkleinerten Klinkers mit einem Wärmetrager
strom aus Verbrennungsgasen. Abkühlen des entsalze nen Klinkers unter darauffolgender Zerkleinerung
desselben der zerkleinerte Klinker erfindungsgem.ill
vor dem Entsalzen durch einen Strom der Verbren nungsgase bei einer Zufuhrgeschwindigkeit von
6- 30 m ·. und einer Temperatur von 1Of)O-HOO (
fraktioniert wird, wobei zwei Fraktionen des Klinkers
eine Fraktion von 3 — 20 mm K- /ngroße und eine
Fraktion von Π.1 —J mm Korngröße erhalten werden.
J1C getrennt entsalzen werdjn
Als Ausgangskomponenicn des Rohstoffgcmisches
kann man die in der /emeniindi.strie weit verwendeten
Stoffe, wie /um Beispiel k.ilk . ton und eisenhaltige
Stoffe einsetzen D.is Verhältnis zwischen den Kompo
nenten des Rohstoffgemisches wird zwischen hochbasi
Sehern Silik.it. nicderbüsischcni Silikat. Alumina! und
Kalziiimaluminatlerrit. bezogen auf cm solches Verhält
ms im erhaltenen Zement derart gewählt, das es
ermöglicht, /x.'ncnt vun erfurdcrhth.er Festigkeit m
erhallen.
Das Vorliegen von Kalziürricrilörid im Röhstöffgc*
misch intensiviert den Prozeß der Enlkarbönisierutig
der Rohstoffe, beschleunigt das Entstehen der flüssigen Phase, die als Hauptreaktionsmedium dient und in der
KlittkerbiiduiigbeieinefTemperalurvon 1000- I IÖÖ°C
erfolgt.
Wie oben gesagt, beeinträchtigt das. Vorliegen von
Chlnridverbindungen im Klinker die Qualität des Zementes. Der Entsalzungsprozeß des Klinkers wird
durch die Bedingungen des Wärme- und Stoffaustausches bei thermischer Zersetzung von Chloridverbindungen
bestimmt. Am intensivsten verläuft der Wärmetind
Stofl'austausch bei einer Temperatur von 900-110011C. Der notwendige Grad der Entsalzung
wird unter diesen Bedingungen bei der getrennten
Entsalzung der genannten Fraktionen erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Zement zeichnet sich durch einen stabilen Verlauf
der einen genügend hohen Grad aufweisenden Klinkerentsalzung aus. In der Tabelle werden Vergleichsangaben
dargestellt, die bei der Herstellung von Zement unter fraktionierter Entsalzung und ohne dieselbe
erhalten werden.
Staubförmige
Fraktionen,
Fraktionen,
in Gew.-%
| Cl'-Ausgangsgehalt | Cl'-Restgehalt im Klinker, | in Gew.-% | KlinkerCraktiun |
| im Klinker, | ohne Fraktionierung | mit Fraktionierung | 0.1-3 mm |
| Klinkerl'raktiun | 1,57 | ||
| in Gew.-i. | 3 -20 mm | 1,63 | |
| 5,96 | 3,7 | 1,69 | 1.69 |
| 5.96 | 3,9 | 1.71 | 1.74 |
| 5.9(i | 4.2 | 1.74 | 1,89 |
| 5.96 | 4.7 | 1.&3 | |
| 5.96 | 5.04 | 2.07 | |
Aus den angeführten Angaben ist zu ersehen, daß das Verfahren es ermöglicht, einen Entsalzungsgrad von
etwa 1.5 — 2.0% zu erreichen. Aus diesem Grunde besitzt der nach dem erfindungsgemäßen Verfuhren ji>
erhaltene Zement eine ausreichend hohe Druckfestigkeit. So beträgt lie Druckfestigkeit des Zementes nach
28 Tagen Erhärten 400-52OkP^m-'. Es wurde in den
Beionmustern aas dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Zement kf;ne Korrosion der Γι
Stahlarmatur nachgewiesen.
Das Verfahren ist technologisch einfach /u gestalten und wird vorzugsweise wie folgt ausgeführt.
Ein Kalziumchlorid enthaltendes Rohstoffgemisch wird in eine Mühle eingebracht und bis zur Erzielung
eines Rückstandes auf dem Sieb mit der Maschengröße 80 um von 10 Gew.% zerkleinert. Das zerkleinerte
Rohstoffgemisch wird in einen Drehofen gebracht, v. > es bei einer Temperatur von 1000—1100 C bis zur
Beendigung der Klinkerbildung gebrannt wird. Der j".
erhaltene Klinker wird auf Walzen transportiert, wo er
bei einer Temperatur von 900—1100'C bis ,uif eine
notwendige Kornztisammensetzunk' zerkleinert wird. Darauf teilt man den Klinker im Strom der Verbrenniingsgase
bei einer Geschwindigkeit von 6—30 ms .t>
und einer Temperatur von 1000—1100 C in zwei
Knrngnippen.
Die Cirobfraktion des Klinkers 3-20 mm kommt als
absteigende dichte Schicht in einen Schacht mit perforierten Wänden. Durch die Löcher einer der v.
Senat !•"wände wird ein Wärmeträgerstrom (Verbren
miMg^gjse) eingeleitet. Infolge des Kontaktes des
Klinkers mit dem Wärmeträger kommt es zur Entfernung der Chloridverbindungen. Der enisalzene
Klinker wird auf einen Rostkühler gegeben, abgekühlt mi
und dann zum Mahlen gcbnuhi. Das Feinstkorn des
Klinkers (staubförmige Fraktion) 0,1 ™3 mm kommt im
absteigenden Strom irt eine Milfskammer. Die Milfskammer
hat eine mil dem Schacht gemeinsame perforierte und eine dichte Wand. Der Wärmeträger strömt aus
dem Schacht durch die Löcher der mil der Kammer gemeinsamen Wand in die Hilfskamnier. Der Wärmeträger
kommt mit dem Feinstkorn in Rontakt, wodurch
dasselbe entsalzen wird. Der entsalzcne Klinker von Feinkornzusammensetzung wird auch auf den Rostkühler
und dann zum Mahlen gebracht. Der Wärmeträgerstrom flieQt aus der Kammer dem Ofen zu. Zum
besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden folgende konkrete Beispiele angeführt.
Es wird ein Rohstoffgemisch folgender Zusammensetzung
(Gew-%) vorbereitet:
| Kalkstein (umgerechnet auf CaO) | 40.7 |
| QuarzsanJ (umgerechnet auf SiO;) | 18.8 |
| technische Tonerde | |
| (umgerechnet auf ΑΙ.Ό i) | 2.4 |
| Sehwefelkiesabbrand | |
| (umgerechnet auf Fe.O;) | 1.2 |
| technisches Kalziumchlorid | |
| (umgerechnet auf CaCb) | b.O |
| Magnesit (umgerechnet auf MgO) | l.i |
| Glühverluste | 29.4 |
Die genannten Komponenten werden zusammen gemahlen. Das vorbereitete Rohstoffgemisch wird
granuliert und dann in den Ofen gebracht, wo es bei einer Temperatur von 1000 C bis zur Beendigung der
Klinkerbildung gebrannt wird. Der gebrannte Klinker ν ird auf Walzen gegeben, wo er bei einer Temperatur
von 900 C zerkleinert wird. Nach der Zerkleinerung macht die staubförmige Fraktion vnn 0.1 — 3 mm
Korngröße 4 (iew.% aus. Der zerkleinerte Klinker wird durch einen Strom von Verbrennungsg.isen bei
einer Zuführgeschwindigkeit derselben von b m's und einer Temperatur von 1000" C in zwei Korngruppen
fraktioniert. Die Grobfraktion von 3 —20 mm Korngröße
kommt in den Schacht mit perforierten Wanden. Der
Klinker wird im Schacht mit Verbrcnniingsgasen, die
dem Schacht aus defi sich aft einer der Schachtwände
anschließenden Brennkammern zuströmen, durchdrungen. Durch den Kontakt des Wärmeträgers mit der
dichten absteigenden Malerialschicht erfolgt bei einer Temperatur Von l000°C die Entfernung von Chloridverbindungen.
Beim Schachtverlasseil beträgt der
restliche Cl'-Gehalt 1,69Gew.-%.
Das Feinstkorn von 0,1—3 mm Korngröße wird in
eine Hilfskammer gebracht, die eine mit dem Schacht gemeinsame perforierte und eine zweite undurchlässige
Wand hai. Die die Klinkerschicht im Schacht durchströmenden Verbrennungsgase gelangen in die Kammer, in
der infolge des Kontakten der absteigenden Schicht der staubförmigen Teilchen bei der Querfiltration des
Wärmeträgers bei einer Temperatur von 1000 C die Entsalzung der staubförmigen Fraktionen erfolgt. Nach
der Entsalzung hat die siaubförmige Fraktion einen restlichen Cl'-Gehalt von 1,57 Gew.-%.
■Der erhaltene Zement wird durch folgende Kennwerte
charakterisiert:
Wärmeentwicklung, J/g:
während der ersten 24 Stunden
Hydratation 132
während der ersten 3 Tage
Hydratation 194
Druckfestigkeit, kp/cm- 495
Es ist keine Korrosion der Stahlarmatur in Beionmu
stern aus dem genannten Zement vorhanden.
Es wird ein Rohstoffgemisch folgender Zusammensetzung (Gew.-%) vorbereitet:
| Kalkstein (umgerechnet auf CaO) | 35.3 |
| Quarzsand (umgerechnet auf SiO:) | 13.0 |
| Kaolinton (umgerechnet auf AIiOi) | 11.0 |
| Schwefelkiesabbrand | |
| (umgerechnet auf Fe>Oj) | 0.9 |
| technisches Kaliumchlorid | |
| (umgerechnet auf CaCb) | 12 |
| Periklas (MgO) | 4 |
| Glüliverluste | 23.8 |
Der Zement wird analog Beispiel I erhallen, mit
einem Unterschied, daß der Brand im Ofen bei einer Temperatur von 1050" C verwirklicht wird und die
Zcrklein.rungsiemperalurdes Klinkers 1000"Cbeträgt.
Der zerkleinerte Klinker enthält 8 Gew.-% staubförmige
Fraktionen, dabei wird die Fraktionierung bei einer Slromgeschwindigkeit der Verbrennungsgase von
12 m/s durchgeführt. Der restliche Cl'-Gehalt in der Crobkorngruppe beträgt 1,71 Gew.-%: im Feinstkorn
l.63Ge*.-%.
Der erhaltene Zement wird durch folgende Kennwerte charakterisiert:
Wärmeentwicklung. J/g:
während der ersten 24 Stunden
Hydratation 140
während der ersten 3 Tage
Hydratation !90
Druckfestigkeit, kp/cm2 460
Es ist keine Korrosion der Stahlarmatur in Beionmustern
aus dem genannten Zement vorhanden.
Es wird ein Rohstoffgemisch folgender Zusammen-Setzung vorbereitet (Gew.-%):
Kalkstein (umgerechnet auf CaO) 38.3
Quarzsand (umgerechnet auf SiO >) 11.1
technische Tonerde
(umgerechnet auf AL-Oj) Ί1.8
Sciiwefelkiesbrand
(umgerechnet auf FejOi) 2.5
technisches Kaliumchlorid
(umgerechnet auf CaCIi) 4.5
Glühverluste 31.8
D<:r Zement wird analog dem Beispiel 1 erhalten, mil
einem Unterschied, daß der Brand im Ofen bei einer Temperatur von 1100 C durchgeführt wird und die
Zerkleinerungstemperatur des Klinkers lOOO'Cbetiägt
Der zerkleinerte Klinker enthält 20 Gew.-% staubförmige Fraktionen., dabei wird die Fraktionierung bei
einer Stromgeschwindigkeit der Verbrennungsgase von m/s verwirklicht. Der restliche Cl'-Gehall in der
Grobkorngruppe macht 2.07 Gew.-%. im Feinstkorn 1.89 Gew.-% aus.
Der Zement wird durch folgende Kennwerte charakterisiert.
Wärmeentwicklung. J/g:
während der ersten 24 Stunden
Hydratalion 138
während der ersten 3 Tage
Hydratation 196
Druckfestigkeil, kp'crn2 512
Es ist keine Korrosion der Stahlarrnatui in Betonmustern
aus dem genannten Zement \ orlianden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zur Herstellung von Zement durch Mahlen eines Kalziumchlorid enthaltenden Roh- > stoffgemisches, Brennen des Rohstoffgemisches bei einer Temperatur von 1000— 1100"C unter Klinkerbildung, Zerkleinerung des Klinkers bei einer Temperatur von 900— HOO0C, Entsalzen des Klinkers bei einer Temperatur von 900—U00°C durch κι In-Kontakt-Bringen des zerkleinerten Klinkers mit einem Wärmeträgerstrom aus Verbrennungsgasen, Abkühlen des entsaJzenen Klinkers unter darauffolgender Zerkleinerung desselben, dadurch gekennzeichnet, daß der zerkleinerte Klinker ι ·. vor dem Entsalzen durch einen Strom der Verbrennungsgase bei einer Zufuhrgeschwindigkeit von 6—30 m/s und einer Temperatur von 1000—1100°C fraktioniert wird, wobei zwei Klinkerfraktionen: eine Fraktion von 3 —20 mm Korngröße und eine in Fraktion von 0,1—3 mm Korngröße erhalten werden, und die genannten Fraktionen getrennt entsalzen werden.
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