DE479007C

DE479007C - Process for the production of alumina-containing cements from a mixture of limestone and bauxite

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Publication number: DE479007C
Application number: DED44908D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-02-14
Filing date: 1924-02-10
Publication date: 1929-07-06

Description

Verfahren zur Herstellung tonerdehaltiger Zemente aus einem Gemisch von Kalkstein und Bauxit Bisher war es üblich, tonerdehaltige Zemente durch Niederschmelzen eines passenden Gemisches von Kalkstein und Bauxit entweder im elektrischen Ofen oder in sogenannten Waterjackets oder sonstigen Spezialöfen herzustellen.Process for the production of alumina-containing cements from a mixture of limestone and bauxite So far it was customary to melt cements containing alumina by melting them down a suitable mixture of limestone and bauxite either in the electric furnace or in so-called water jackets or other special ovens.

Man hat auch versucht, diese Zemente in Drehöfen herzustellen. Resultate konnten jedoch nur in Ofen zur Verarbeitung geringfügiger Mengen erzielt werden, vorausgesetzt, daß hierzu ein eisenfreier Bauxit von ganz besonderer Zusammensetzung verwendet wurde. Die in dieser Weise gewinnbaren Zemente vermochten daher kein praktisches Interesse zu erwecken.Attempts have also been made to manufacture these cements in rotary kilns. Results however, could only be obtained in an oven for processing small quantities, provided that for this purpose an iron-free bauxite of a very special composition was used. The cements that could be extracted in this way were therefore not practical To arouse interest.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, welches gestattet, durch einfaches Calcinieren in großen Drehöfen, aus beliebigem, selbst eisenhaltigem Bauxit, tonerdehaltige Zemente in großfabrikatorischer Weise herzustellen. Das Verfahren selbst beruht auf der Erkenntnis, daß es leicht gelingt, aus beliebigem, auch eisenhaltigem Bauxit tonerdehaltige Kunstzemente in großen industriellen Drehöfen herzustellen, wenn die hierzu verwandten Kalkstein- und Bauxitmassen zu einem äußerst feinen Gemisch verrieben werden, ferner das Gemisch in Form eines Teiges in den Ofen eingebracht und der Brennprozeß bei begrenzter Temperatur und verlängerter Einwirkung so durchgeführt wird, daß eine einfache Calcination des Gutes stattfindet, ohne daß man den Schmelzpunkt erreicht. -An Hand der Zeichnung soll das neue Verfahren erläutert und zugleich gezeigt werden, in welcher Weise der Ofengang zu leiten ist, damit es bei einer einfachen Calcination bleibt und der Schmelzpunkt nicht erreicht wird.The invention relates to a method which allows through simple calcination in large rotary kilns, from any bauxite, even ferrous, to manufacture alumina-containing cements on a large scale. The procedure itself is based on the knowledge that it is easy to succeed from anything, including ferrous Manufacture bauxite alumina-containing artificial cements in large industrial rotary kilns, when the limestone and bauxite masses used for this purpose become an extremely fine mixture are triturated, and the mixture is placed in the oven in the form of a dough and the firing process is carried out at a limited temperature and prolonged exposure is that a simple calcination of the material takes place without affecting the melting point achieved. -The new process is to be explained and at the same time based on the drawing it will be shown in which way the furnace aisle is to be directed so that it is possible for a simple calcination remains and the melting point is not reached.

Abb, r zeigt einen Drehrohrofen, Abb z eine Einzelheit desselben.Fig, r shows a rotary kiln, Fig z a detail of the same.

Zunächst wird ein inniges Gemisch von Kalkstein (reinem Calciumkarbonat) oder Kalk und eisenhaltigem oder eisenfrewem Bauxit bereitet, wozu die Gemischbestandteile zuvörderst möglichst fein zerkleinert werden. Dieses Gemisch wird in teigiger Form in den Drehofen eingebracht. Zwecks Sicherung des Calcinationsvorgangs wird in diesem Drehofen der Bnennprozeß so geleitet, daß unter Benutzung von in der Brenntechnik an und für sich bekannten Mitteln eine Verlängerung der Brennzone und in dieser eine begrenzte Temperatur, ferner eine passende Erhöhung des Schmelzpunktes der Schlacken und die Verhütung der Ringbildung erzielt werden. Als besonders wirksam für diesen Zweck haben sich folgende Mittel erwiesen: Benutzung eines an flüchtigen Stoffen reichen Brennstoffes, Verdünnung der Ofenatmosphäre mittels" indifferenter Gase, Zusatz von geeigneten Stoffen zum Brennstoff, um die Zusammensetzung der Schlacken zu ändern und deren Schmelzpunkt zu erhöhen, Abkühlung der Ofenwandungen an passenden Stellen und Vorschaltung eines Vorherdes, damit das gebrannte Gut in der Brennzone ausfällt.First, an intimate mixture of limestone (pure calcium carbonate) or lime and ferrous or ferrous bauxite, including the components of the mixture first of all be crushed as finely as possible. This mixture is in a doughy form introduced into the rotary kiln. In order to secure the calcination process, this Rotary furnace of the Bnennprozess managed so that using in the firing technology means known per se an extension of the burning zone and in this a limited temperature, furthermore a suitable increase in the melting point of the Slag and the prevention of ring formation can be achieved. As particularly effective for this purpose the following means have been found: Use of a volatile Substances are enough Fuel, dilution of the furnace atmosphere by means of " indifferent gases, addition of suitable substances to the fuel, to the composition to change the slag and to increase its melting point, cooling of the furnace walls in suitable places and upstream of a forehearth so that the fired material in the burn zone fails.

Wie aus Abb. i ersichtlich, ist bei i ein Ventilator angeordnet, der am unteren Teil des Schornsteins 2 die Verbrennungsgase absaugt und durch die Leitung 3 an der Austrittseite des Kühlers ¢ in die Austrittskammer des Ofens drückt, wodurch die Ofenatmosphäre verdünnt wird. Ein Ventilator 5 saugt hier einen Teil der zur Verbrennung im Ofen notwendigen Luft ab.As can be seen from Fig. I, a fan is arranged at i, the at the lower part of the chimney 2 the combustion gases are sucked off and through the pipe 3 on the outlet side of the cooler ¢ presses into the outlet chamber of the furnace, whereby the furnace atmosphere is diluted. A fan 5 sucks a part of the to here Combustion in the furnace from the necessary air.

Anstatt so zu verfahren, könnte man auch durch ein Rohr 6 den unteren Teil des Schornsteins direkt mit der Saugleitung des. Gebläses 5 verbinden.Instead of proceeding in this way, one could also use a pipe 6 to cut the lower one Connect part of the chimney directly to the suction line of the fan 5.

Man kann aber auch in genügender Höhe einen Wasser- oder Dampfbehälter 7 anordnen und diesen nötigenfalls unter Druck stehenden Wasser- oder Dampfbehälter entweder durch ein Rohr ,8 mit dem Kühler q. oder durch das Rohr 9 mit dem Drehrohrende verbinden.But you can also use a water or steam container at a sufficient height 7 and this, if necessary, pressurized water or steam container either through a pipe, 8 with the cooler q. or through the tube 9 with the rotary tube end associate.

Eine Verlängerung der Brennzone bei gleichzeitiger Erniedrigung des Temperaturgrades läßt sich auch erreichen, wenn als Brennstoff Lignit verwendet wird, der infolge seines hohen Gehalts an indifferenten flüchtigen Stoffen auf natürliche Weise einen Teil der mit Hilfe der vorgenannten Mittel. künstlich erzielbaren Wirkungen hervorbringt. Letztgenannte Mittel haben den Vorteil, die Benutzung gewöhnlicher Brennstoffe zu gestatten, die (weil infolge ihres höheren Heizwertes in geringeren Mengen ausreichend) geringere Mengen Asche hervorbringen, so daß schon hierdurch eine .bedeutende Abschwächung der aus dem Vorhandensein solcher Asche herrührenden übelstände stattfindet.An extension of the burn zone with a simultaneous lowering of the Temperature degrees can also be achieved if lignite is used as fuel which, due to its high content of indifferent volatile substances, naturally occurs Way part of the with the help of the aforementioned means. artificially achievable effects brings forth. The latter means have the advantage of being more common in use To allow fuels that (because of their higher calorific value in lower Quantities sufficient) produce smaller quantities of ash, so that by doing so a significant weakening of the resulting from the presence of such ashes evil takes place.

_ Da die Aschen einen Schmelzpunkt besitzen, der stets geringer ist als der des zu brennenden Produktes, und da dieselben, wenn verflüssigt, im Falle des calcinierten, tonerdehaltigen Zementes, ,ein durch die allgemeine Schmelzung erzeugtes, sie zu entfernen fähiges Vehikel nicht vorfinden, im Falle künstlicher Zemente auch nicht einen. verfügbaren Kalkanteil, der ihren Schmelzpunkt erhöhen und sie in dieser Hüisicht neutralisieren könnte, so entsteht in der Projektionszone und insbesondere am Gewölbe der Auskleidung eine teigige Stauung, in welcher die Rohstoffe sich zusammenballen, so daß: schließlich ein unzerstörbarer Ringansatz gebildet wird, der die Leistung des Ofens herabsetzt und die Dauer der Ofenreisen beträchtlich verkürzt._ Because the ashes have a melting point that is always lower than that of the product to be burned, and there the same, if liquefied, in the case of calcined, alumina cement,, one by general smelting generated vehicle capable of removing them cannot be found, in the case of artificial ones Cements don't have one either. available lime content, which will increase their melting point and could neutralize it from this perspective, it arises in the projection zone and in particular at the vault of the lining a doughy stasis in which the Raw materials agglomerate, so that: finally an indestructible ring approach which degrades the performance of the oven and the duration of the oven journeys considerably shortened.

Um diesem schwerwiegenden übelstande abzuhelfen, wird itn Augenblick der Zerkleinerung des Brennstoffes mit diesem eine gewisse Menge Kalkstein oder seines anderen geeigneten Körpers innig vermengt und so die Kieselsäure, das Aluminiumoxyd, das Eisen und die Sulfate, die in besagten Aschen enthalten sind, gesättigt, außerdem der Schmelzpunkt letzterer erhöht. In dieser Weise erhält man eine Asche, deren Zusammensetzung derjenigen eines Zementes entspricht, der mehr oder weniger gut dosiert, insbesondere aber feuerfester und weniger spontan schmelzbar ist als tonerdehaltiger Zement, wodurch die Bildung des Ringansatzes verhütet wird.In order to remedy this serious malaise, it is now time the crushing of the fuel with this a certain amount of limestone or its other suitable body is intimately mixed and so the silica, the aluminum oxide, the iron and sulphates contained in said ashes are saturated, moreover the melting point of the latter increases. In this way one obtains an ashes, whose Composition corresponds to that of a cement that is more or less good dosed, but especially more refractory and less spontaneously meltable than alumina Cement, which prevents the formation of the ring base.

Diese Zementaschen werden nach Maßgabe ihrer Bildung und in äußerst geringen Mengen dem tonerdehaltigen Zement zugesetzt, ohne dessen Eigenschaften zu beeinträchtigen, indem sie die Rolle eines indifferenten Stoffes spielen.These cement ashes become extremely in proportion to their formation and in small amounts added to the clay-containing cement, without its properties by playing the role of an indifferent substance.

Die ringförmige Ansatzbildung kann auch dadurch verhütet werden, daß man in der Zone der Ringbildung die feuerfeste Auskleidung wegläßt und an der betreffenden Stelle die Außenseite des Blechs mit Wasser berieselt oder das Blech durch Kochen von Wasser oder in anderer Weise kühlt. Da es nun für die Ansatzbildung zwei kritische Zonen gibt (eine an jedem Ende der Brennzone), so muß für jede dieser Zonen -eine Kühlvorrichtung vorgesehen. sein.The annular lug formation can also be prevented that the refractory lining is omitted in the ring formation zone and on the one in question Place the outside of the tray sprinkled with water or the tray by boiling cools by water or in some other way. Since there are now two critical factors for approach formation Zones exist (one at each end of the burn zone), one must for each of these zones Cooling device provided. be.

Durch die nachfolgend beschriebene Anordnung kann die eine dieser Vorrichtungen in Wegfall kommen. Dieser Anordnung gemäß ist der feste Ofenkopf so verlängert, däß ein Vorherd entsteht, - der keinerlei Berührung mit den teigigen Massen hat. Die Länge dieses Vorherdes muß so bemessen sein, d,ß die gesinterten (verklinkerten) Massen aus- der Brennzone heraus entweder in den Kühler oder in den für die nachfolgende Behandlung bestimmten Apparat gelangen.With the arrangement described below, one of these Devices are no longer available. According to this arrangement, the fixed furnace head is like that extends so that a forehearth arises - which has no contact with the doughy Has crowds. The length of this forehearth must be such that the sintered (clinker) masses out of the combustion zone either into the cooler or into the device intended for the subsequent treatment.

Abb.2 veranschaulicht eine Ausführungsform dieser Anordnung.Figure 2 illustrates one embodiment of this arrangement.

Mit a ist das Drehrohr bezeichnet. b ist der Ofenkopf, dessen Abmessungen den @erwähnten Bedingungen entsprechen. In diesen Vorherd b ist ein Brenner c eingebaut, durch den eine Flamme d erzeugt wird. Die in der geschilderten Weise passend verlangerte Brennzone erstreckt sich über die Gesamtlänge A-&, wobei ein Teil dieser Zone sich in dem Vorherd b, der andere Teil in dem Ofen befindet. Demgemäß befinden sich die für die Ringansatzbildung kritischen Zonen an beiden Enden der Brennzone, nämlich innerhalb der Räume C-D und E-F. Ist der Vorherd mit nur geringer Länge ausgestattet, so befinden sich die beiden kritischen Zonen im Innern des Ofens, und sie erfordern in diesem -Falle an den betreffenden Stellen eine besondere Vorkehrung, z. B. einen Berieselungskasten.With a rotary tube is labeled. b is the furnace head, the dimensions of which correspond to the @ mentioned conditions. A burner c is built into this forehearth b, by means of which a flame d is generated. The combustion zone, suitably lengthened in the manner described, extends over the entire length A- &, with part of this zone being in the forehearth b, the other part in the furnace. Accordingly, the zones that are critical for the formation of rings are located at both ends of the burning zone, namely within the spaces CD and EF. If the forehearth is only short in length, the two critical zones are inside the furnace, and in this case they require special precautions at the relevant points, e.g. B. a sprinkler box.

Im Gegensatz hierzu kann bei ausreichender Verlängerung des Ofenkopfes b die Anordnung so getroffen werden, daß die kritische Zone C-D vollständig außerhalb des Ofens fällt. Erfolgt die Austragung der Produkte in dieser Zone unter Anwendung der üblichen Mittel, so ist eine Ansatzbildung an dieser Stelle nicht mehr zu befürchten. Es braucht dann nur noch der der Zone E'-F entsprechende Ofenteil mit einer besonderen Vorkehrung, z. B. mit einem Bewässerungs- oder Kühlkasten e als Ersatz für die feuerfeste Auskleidung f, versehen zu sein.In contrast, if the furnace head is lengthened sufficiently b the arrangement can be made so that the critical zone C-D is completely outside of the stove falls. Discharge of the products in this zone takes place under application the usual means, there is no longer any risk of a build-up at this point. All that is then required is the furnace part corresponding to zone E'-F with a special one Precaution, e.g. B. with an irrigation or cooling box e as a replacement for the refractory Lining f to be provided.

Es empfiehlt sich, dem zur Bildung des der Calcination zu unterwerfenden 'feiges bestimmten Wasser eine gewisse Menge (z. B. t bis --%) Chlornatrium oder eines anderen als Flußmittel wirkenden Salzes zuzusetzen, welches bei bestimmter Temperatur bewirkt, daß die das Gemisch zusammensetzenden Produkte sich vollständiger und rascher verbinden, wodurch ein homogeneres Gut gewonnen und neben einer Steigerung des Wirkungsgrades, der Apparatur zugleich noch eine betnächtliche Brennstoffersparnis erzielt wird.It is advisable to use that for the formation of the calcination 'Figy certain water contains a certain amount (e.g. t to -%) sodium chloride or to add another salt acting as a flux, which in certain Temperature causes the products making up the mixture to become more complete and combine more quickly, which means that a more homogeneous good is obtained and in addition to an increase the efficiency, the equipment at the same time a considerable fuel saving is achieved.

Claims

PATENT CLAIM'- Process for the production of alumina-containing cements from a mixture. of limestone and any composition, if necessary: iron-containing bauxite, consisting in that by using a previously crushed dust. Bauxite is an extremely intimate mixture of limestone with which bauxite is produced, and this intimate mixture is introduced in the form of a dough into a large industrial rotary kiln, in which it is burned at a limited temperature and prolonged exposure so that only a calcination of the product takes place but the melting point is not reached.