DE3323565C2 - Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Zement nach dem Belit-Typ - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Zement nach dem Belit-Typ

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die entsprechende Schaltung zur Herstellung von Zement nach dem Belit-Typ, insbesondere die Herstellung und Kühlung des Zementklinkers. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, einen aktiven Belit-Klinker herzustellen, dessen Festigkeitsentwicklung dem Portlandzement nahekommt, wobei der für den Abschreckbereich erforderliche Abkühlgradient durch stoffliche Einflußnahme verringert wird. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Kühlung des aktiven Belit-Klinkers in zwei Stufen derart erfolgt, daß in der ersten Stufe die Schnellkühlung (Abschreckung) beispielsweise in einer Wirbelschicht und/oder eine notwendige Korngrößenminimierung auf ≦ 10 mm Durchmesser durch Prallzerkleinerung mit gleichzeitiger Kühlung und/oder Einstellung des Silikatmoduls bzw. des Tonerdemoduls erreichbar ist und die nachfolgende Kühlung in der zweiten Stufe bei üblichen Abkühlgradienten erfolgt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
dem Belit-Typ, insbesondere die Herstellung und Kühlung des Zementklinkers.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, aktiven Belit-Zement herzustellen. Entsprechende Verfahren dazu sind unter anderem in den DD-WP 1 38 197, DD-WP 1 39 938 und DD-WP 1 42 704 beschrieben. Ziel dieser Erfindung ist es jeweils, in einem bestimmten Bereich den Abkühlgradienten > 500 K/min zu erreichen bzw. Bedingungen herzustellen, um diese Abkühlgradienten zu verringern.
Dazu gehört insbesondere die Gewinnung von Klinker mit einer Korngröße < 10 mm, indem beispielswci-
se der gebrannte Klinker insgesamt oder nur das Übcrkorn einer Zerkleinerung bzw. anderweitigen Verwendung zugeführt wird.
Es wurde außerdem bereits vorgeschlagen, daß die Schnellkühlung in einem Wirbclrinnenkühler erfolgt.
Dazu ist es jedoch erforderlich, daß durch eine mehrfache Unterteilung der Luftzuführung gleichzeitig eine Klassierung des Klinkers erfolgen soll.
Eine weitere vorgeschlagene Lösung sieht vor, dem heißen Klinkerstrom Zumahlstoffe mit wesentlich niedrigerer Temperatur zuzuführen und den gesamten Materialstrom einer zweiten Kühlstufe aufzugeben.
Eine andere Lösung hat zum Inhalt, bei einer Erhöhung des Silikatmoduls von 2 in Richtung 4 mit Abkühlgradienten < 500 K/min zu arbeiten.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, durch Einstellung eines optimalen Gehaltes an nicht sulfatisch gebundenen Alkalien im Belit-KIinker die Frühfestigkeit des aktiven Belit-Zementes zu erhöhen.
Die Frühfestigkeit von aktivem Belit-Zcment kann auch durch Zumahlung von Flugstaub aus der elektrischen Gasreinigung, Staub, Rohmehl, Kalkstein u. i\. erhöht sowie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens insgesamt verbessert werden.
Die technische Realisierung der hohen Abkühlgradienten kann weiterhin in einem Fallschachtkühler erfolgen, wobei durch einen Luftquerstiom der Klinker fraktioniert wird und die einzelnen Klinkerfraktionen entsprechend ihrem mittleren Korndurchmesser angeströmt werden.
Nachteilig ist dabei die notwendige hohe Genauigkeit der Anströmbedingungen zwecks Erzielung ausreichend hoher Verweilzeiten im Fallschacht.
Aus den DE-OS 26 32 691 und DE-OS 26 38 708 ist bekannt, im Kühlbereich einer Brennanlage (Kühl/.one im Ofenauslauf, Übergangsgebiet zwischen Ofen und Kühler bzw. im Kühler) einen Mergelrohstoff zuzugeben, der durch die Klinkerwärme gebrannt wird und dadurch selbst hydraulische Eigenschaften erlangt.
Nachteil der vorstehend genannten Lösungen ist die Voraussetzung, daß der Schnellkühlvorgang nur bei hinreichend kleinen Klinkerkörnern erreicht wird.
Zur Beheizung dieses Mangels wurde die Heißzcrkleinerung des Klinkers beginnend bei ä 13000C unter gleichzeitiger Schnellkühlung in einem Prallkühler vorgeschlagen. Erfindungsgemäß spielt dabei die primäre Klinkerkorngröße keine Rolle für die eigentliche Schnellkühlung. Nachteilig ist dabei die extrem hohe Belastung des Werkstoffes durch Hitze und Abtrieb.
Ziel der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die entsprechende Schaltung zur Herstellung von Zement nach Ziel der Erfindung ist es, einen akliven Bclit-Klinkcr herzustellen, dessen Festigkeitsentwicklung, insbeson-
dere die Frühfestigkeit des aktiven Belil-Zementes, dem Portlandzement nahekommt und/oder die Spätfestigkeit übertrifft
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch neue Lösungen in Kombination mit bekannten bzw. bereits vorgeschlagenen Detaillösungen den für den Abschreckbereich erforderlichen Abkühlgradienten durcn stoffliche Einflußnahme zu verringern und gleichzeitig für das Erreichen hoher Abkühlgradienten sowie für die anschließende Zerkleinerung des Klinkers günstige Bedingungen, insbesondere hinsichtlich der Korngröße zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Zementklinker mit einem Kalkstandard von 75 bis 85 und einem der üblichen Portlandzementherstellung entsprechenden Aufheizgradienten bei Brenntemperaturen zwischen 1350° C und 1450° C gesintert und anschließend einer stufenweisen Kühlung unterzogen wird. Dabei erfolgt die Kühlung im Temperaturbereich von 1350° C bis 1250° C als obere Grenze und 1000° C bis 800°C als untere Grenze mit hohem Abkühlgradientcn und die nachfolgende Kühlung bei üblichen Abkühlgradicnten.
Die Kühlung in der ersten Stufe (Schnellkühlung) erfolgt beispielsweise in einer Wirbelschicht. Zur Kühlung in der zweiten Stufe dient beispielsweise ein Drehrohrkühler. Gleichzeitig wird eine Korngrößenminimierung auf eine Korngröße S 10 mm erreicht. Dazu wird im Rohmaterial entweder der Silikatmodul von ca. 2,0 bis 2,5 in Richtung 4,0 vorzugsweise 3,0 erhöht und/oder dcrTonei/modul auf S 1 verringert.
Das unabhängig davon entstandene Grobkorn wird aus dem Klinkerstrom abgeschieden, zerkleinert und dem weiteren Verfahren zugeführt.
Das Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß dem heißen Künkerstrom vor oder in der ersten Kühlstufe, beispielsweise in der Wirbelschicht, Zumahlstoffe mit wesentlich niedrigeren Temperaturen in entsprechender Kornfraktion aufgegeben wird.
Ausführungsbeispiel
45
Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.
In der Zeichnung ist eine Anordnung der einzelnen Aggregate zur Durchführung des Verfahrens schematisch dargestellt. Der gebrannte Belit-Klinker wird aus dem Drehrohrofen 1 mit einer Temperatur von über 1300"C einem Wirbelrinnenkühler 2 aufgegeben. Der Wirbelrinnenkühler wird von unten mit Luft beaufschlagt. Im Wirbelrinnenkühler erfolgt eine Abkühlung des Belit-Klinkers im Temperaturbereich 1350°C bis 1250°C als obere Grenzlemperatur und 1000°C bis 800"C als untere Grenztemperatur mit einem Abkühlgradienten ä 500 K/min. Dem Wirbelrinnenkühler wird dabei vorzugsweise der Klinker mit einer Korngröße S 10 mm aufgegeben. Daran anschließend erfolgt die Kühlung des Klinkers bei üblichen Abkühlgradicntcn. Als Kühlaggregat dient dabei insbesondere ein Drehrohrkühler5oderdgl.
Bei einem Klinkeranteii mit einem Korn ä 10 mm wird dieser aus dem Klinkerstrom ausgeschieden. Dazu μ wird der Klinker einem Abscheideorgan 3 zugeführt, von dem das Feinkorn dem Wirbelrinnenkühler und das Grobkorn einem Prallzerkleinerer 4 zugeführt wird.
Entsprechend dem Kühleffekt im Prallzerkleinerer 4, dem ebenfalls Kühlluft zugeführt wird, wird der zerkleinerte Klinker dem Wirbelrinnenkühler 2 oder direkt der zweiten Kühlstufe, dem Drehrohrkühler, zugeführt.
Als Kühlluft wurd dem Drehrohr kühler 5 Frischluft zugeführt. Von der Abluft aus dem Drehrohrkühler 5 wird über eine Abluftleitung ein Teil dem Wirbelrinnenkühler und/oder über eine Abluftlcitung 6 dem Prallzerkleinerer 4 aufgegeben. Gleichzeitig wird beiden Aggregaten im erforderlichen Umfang über die Leitungen 8 und 9 ebenfalls Frischluft zugeführt Die Abluft aus der 1. Kühlerstufe wird ganz oder teilweise unter Umgehung der Schnellkühlstufe in die Sinters'ufe. den Drehrohrofen, geleitet.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, gleichzeitig durch stoffliche Einflußnahme den Anteil der Klinker mit einem Durchmesser ^ 10 mm ohne mechanische Zerkleinerung möglichst klein zu halten.
Es ist bereits bekannt, daß ein Anheben des Silikatmoduls von 2,0 bis 2,5 in Richtung vorzugsweise 3,4 zur Erhöhung der Frühfestigkeit sowie zur Senkung des für Belitklinker erforderlichen Abkühlgradienten beiträgt.
Überraschend wurde jedoch gefunden, daß bei gleichem Silikatmodul sowie den für aktiven Belitzement typischen Werten für den Kalkstandard eine Senkung des Toneifrlbduls auf S 1 sich sowohl auf die Frühfestigkeit des Zementes positiv auswirkt und der Abkühlgradient gesenkt werden kann als auch gleichzeitig zu einer Bildung kleinerer Klinkerkörner, als vom Portlandzement her bekannt, führt.
Bei einem Belit-Rohmehl mit den Moduli Kalkstandard 80, Silikatmodul 2,8 und Tonermodul 0,75 sowie bei einer Sintertemperatur von 1350°C wird der Anteil von Klinkerkorn > 10 mm dabei weniger als 10% betragen.
Die weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß bei einer Zugabe von Zumahlstoffen mit wesentlich niedrigeren Temperaturen in die erste Kühlstufe bzw. in den Bereich der Prallzerkleinerung, neben der Zuführung von kälterer Luft, der erforderliche Abkühlgradient erreicht wird.
Der insgesamt durch das Abkühlen mit hohem Abkühlgradienten erreichte Effekt einer Selbstzerkleinerung der Granalien wirkt sich dabei vorteilhaft aus. Dies gilt für die Größe der Granalien beim weiteren Kühlprozeß und auch für die Verbesserung des anschließenden Klinkertransports sowie die Klinkermahlung. In der Zeichnung ist die Materialführung jeweils durch geschlossene Linien und die Luftführungen durch gestrichelte Linien gekennzeichnet
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines aktiven Belitzementes mit einer Festigkeits-Erhärtungszeit-Funktion, die handelsüblichen Zementen entspricht, mit einem Kalkstandard des Rohmehles von 75 bis 85 und einem der Portlandzementherstellung entsprechenden Aufheizgradienten, einer Brenntemperatur zwischen 13500C und 145O0C sowie einer Schnellkühlung (Abschreckung) mit hohem Abkühlgradienten, vorzugsweise im Temperaturbereich 13500C bis 12500C als obere Grenztemperatur und 10000C bis 800°C als untere Grenztemperatur, gekennzeichnet dadurch, daß in einer ersten Stufe die Schnellkühlung (Abschreckung) in einer Wirbelschicht und/oder eine Korngrößenminimierung auf £ 10 mm Durchmesser durch Prallzerkleinerung mit gleichzeitiger Kühlung und/oder eine Einstellung des Siiikatmoduls auf > 2 in Richtung 4 bzw. des Toneijmoduls auf < 1 und die weitere Kühlung in einer zweiten Stufe bei üblichen Abkühlgradienten erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß von und/oder in der ersten Kühlstufe, beispielsweise in der Wirbelschicht und/oder dem Prallzerkleinerer Zumahlstoffe mit wesentlich niedrigeren Temperaturen, beispielsweise Raumtemperatur, in angepaßter Kornfraktion zugeführt werden.
3. Verfahren nach AnSPrUCh11, gekennzeichnet dadurch, daß nur das Überkorn ä 10 mm Durchmesser aus dem Klinkerstrom abgeschieden wird und der Prallzerkleinerung zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Silikatmodul auf 3 erhöht wird.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß einem Drehrohrofen (1) ein Prallzerkleinerer und/ oder ein Wirbelrinnenkühler (2) und dem Wirbelrinnenkühler ein zweiter Kühler, beispielsweise ein Drehrohrkühler (5) nachgeschaltet ist.
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß dem Drehrohrofen (1) ein Abscheideorgan (3) für das Überkorn des Klinkers nachgeschaltet ist, der Wirbelrinnenkühler (2) über eine Leitung für das Feinkorn mit dem Abscheideorgan (3) und mittels Leitung über ein Verstellorgan oder direkt mit dem Drehrohrofen (1) verbunden ist, vom Abscheideorgan (3) eine Leitung für das Überkorn zum Prallzerkleinerer (4) führt, über Materialleitungen der Wirbelrinnenkühler (2) und/oder der Prallzerkleinerer (4) mit dem nachgeschalteten Drehrohrkühler (5) verbunden sind.
7. Anordnung nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß Abluftleitungen den Materialeinlauf des Drehrohrkühlers (5) mit dem Wirbelrinnenkühler (2) und/oder mit dem Prallzerkleinerer (4) verbinden und an die Abluftleitungen über Regelorgane Frischluftleitungen angeschlossen sind.
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