DE529203C

DE529203C - Process for the production of calcium aluminate cement

Info

Publication number: DE529203C
Application number: DEP60690D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-07-03
Filing date: 1929-07-03
Publication date: 1931-07-09

Description

Verfahren zur Herstellung von Tonerdezement Tonerdezement wurde zuerst in größerem Umfange fabrikmäßig in Frankreich hergestellt und unter dem Namen Elektroschmelzzement (ciment fondu) in den Handel gebracht. Wie die Handelsbezeichnung zum Ausdruck bringt, wurden die beiden Rohstoffe Kalk und Bauxit zuerst im elektrischen Ofen zusammengeschmolzen, meist unter Verwendung von bereits gebranntem Kalk und geglühtem Bauxit, zwecks Vermeidung zu hohen Stromverbrauches. Im Schmelzbade des elektrischen Ofens entsteht die denkbar günstigste und vollkommenste Verbindung und Druckmischung der Komponenten.Method of making alumina cement alumina cement was first Manufactured on a large scale in France under the name of electro-melting cement (ciment fondu) put on the market. As the trade name expresses, the two raw materials lime and bauxite were first melted together in an electric furnace, mostly using burnt lime and calcined bauxite for the purpose Avoidance of excessive power consumption. In the melting bath of the electric furnace the cheapest and most perfect possible connection and pressure mixing of the components.

Da nun aber nicht überall billiger elektrischer Strom in genügend großen Mengen zur Verfügung steht, so versuchte man, Tonerdezement auch auf nicht elektrischem thermischem Wege herzustellen, und zwar anfänglich in Wassermantelöfen (water-jackets). Das damit erzielte Produkt ist nicht so rein und gleichmäßig wie das aus elektrischen Schmelzöfen hervorgegangen, und der Aufwand an Heizkohle ist hierbei wegen der großen Wärmeableitung durch die Wasserkühlung ziemlich hoch.But since not everywhere cheaper electricity in enough When large quantities are available, attempts have been made to not use high-alumina cement either electrical thermal path, initially in water jacketed ovens (water jackets). The product obtained with it is not as pure and uniform as that emerged from electric smelting furnaces, and the cost of heating coal is due to the large amount of heat dissipated by the water cooling, this is quite high.

Auch im Drehofen läßt sich Schmelzzement herstellen; hierbei wird der Schmelzprozeß aber sehr erschwert, erstens durch die ungenügende Widerstandsfähigkeit der Rohrauskleidung und zweitens durch das unvermeidliche Verschmieren des Drehrohrofens durch (las flüssige Bad.Molten cement can also be produced in a rotary kiln; here will however, the melting process is made very difficult, firstly by the insufficient resistance the pipe lining and, secondly, the inevitable smearing of the rotary kiln through (read liquid bath.

Ein anderes Verfahren wird von einem Werk im Auslande angewendet, dasselbe ist, was die Aufbereitung der Rohstoffe anbetrifft, ähnlich dem der Portlandzementfabrikation; die Rohmaterialien werden in fein gemahlenem Zustande gemischt, brikettiert und dann bis zur Sinterung geglüht; letzteres geschieht, soweit bekannt, in einem Kammerofen.Another method is used by a plant abroad, it is the same with regard to the preparation of raw materials, similar to that of Portland cement manufacture; the raw materials are mixed, briquetted and finely ground then annealed to sintering; the latter happens, as far as is known, in a chamber furnace.

Das neue Verfahren erfordert eine gleiche Aufbereitung der Rohstoffe wie im letzten Falle, vereint aber in sich auch die Vorzüge des elektrischen Verfahrens. Es ergibt eine vollkommene und gleichmäßige Vermischung und Verschmelzung der Komponenten, ohne daß dazu ein volles Schmelzbad erforderlich wäre. Die aus dem richtig gemischten Rohmehl mittels. Tonerdezements als Bindemittel gepreßten Briketts (am besten in Kugel- oder Eiform) sind lediglich einer gleichmäßigen Erhitzung von wenigstens 130o° auszusetzen; durch diesen endothermischen Wärmeprozeß wird eine exotherme Wärmeentwicklung im Innern der Preßlinge ausgelöst, die genügt, dieselben bis zur Schmelztemperatur zu erhitzen. Ein Zerfallen und Zusammenbacken der Preßlinge findet dagegen nicht statt, was dem Bindemittel zuzuschreiben ist, welches den Preßlingen eine große Festigkeit und hohe Feuerbeständigkeit gibt.The new process requires the raw materials to be processed in the same way as in the last case, but also combines the advantages of the electrical process. It results in a perfect and even mixing and amalgamation of the components, without the need for a full weld pool. The ones from the properly mixed Raw meal means. Alumina cement as a binding agent for pressed briquettes (preferably in Ball or egg shape) are merely uniform heating of at least Expose 130o °; this endothermic heating process becomes an exothermic one Heat development inside the compacts triggered, which is sufficient to the same up to To heat melting temperature. There is a disintegration and caking of the compacts on the other hand, it does not take place, which is to be ascribed to the binding agent, which is to be attributed to the compacts gives great strength and high fire resistance.

Die hohe innere autothermische Wirkung der Preßlinge wird dadurch erreicht, daß dem Rohmehl, das aus im richtigen Verhältnis gemischtem Kalkstein und Rohbauxit hergestellt ist, so viel Kohlenstoff zugesetzt wird, wie erforderlich ist, um die durch die Dissoziation des Calciurncarbonats- freit werdende Kohlensäure zu reduzieren. Diese zugesetzte Kohle kann infolge Sauerstoffmangels im geschlossenen Preßling nicht verbrennen und kommt erst durch Einwirkung des ausgetriebenen Kohlendioxydes zur Oxydation und Vergasung. Das so entstehende Kohlenoxyd tritt aus dem Preßling aus und verbrennt in dem in der Ofenatmosphäre enthaltenen Sauerstoff; durch diese Wärmebildung, zu der noch die exotherme Wärmetönung der Tonerdezementbildung hinzukommt, wird eine vollkommene Sinterung und Verschmelzung der Preßlinge erreicht. Daß sie dabei nicht zerfallen und zusammenbacken, ist, wie schon gesagt, auf die besonderen Eigenschaften des verwendeten Bindemittels zurückzuführen; als solches dient Tonerdezement, von dem ein verhältnismäßig geringer Zusatz zum Rohmehl (etwa 8 °/o) genügt, um die angegebene Wirkung zu erzielen. Der zu diesem Zwecke verbrauchte Zement geht nicht verloren, sondern wird restlos wiedergewonnen; als Verlust ist lediglich der zu seiner Erhitzung erforderliche Wärmeaufwand zu betrachten, der aber gegenüber den großen wirtschaftlichen Vorteilen dieses Verfahrens ganz unbedeutend ist, da die Tonerdezementbeigabe als Reaktionseinleiter dient.The high internal autothermal effect of the compacts is thereby achieves that the raw meal, which is made from limestone mixed in the right proportions and raw bauxite is produced, as much carbon is added as necessary is, about the carbonic acid released by the dissociation of the calcium carbonate to reduce. This added coal can be closed due to lack of oxygen Do not burn the pressed part and only come through the effect of the expelled carbon dioxide for oxidation and gasification. The carbon oxide thus produced emerges from the compact and burns in the oxygen contained in the furnace atmosphere; through this Heat generation, to which the exothermic heat tone of the calcium aluminate cement formation is added, a complete sintering and fusing of the compacts is achieved. That she Do not disintegrate and stick together, is, as already said, on the special Properties of the binder used; Alumina cement serves as such, of which a relatively small addition to the raw meal (about 8 ° / o) is sufficient to achieve the stated effect. The cement used for this purpose goes not lost, but is completely regained; the only loss is that to consider the amount of heat required to heat it, but this is opposite the great economic advantages of this process is quite insignificant, since the addition of high-alumina cement serves as the initiator of the reaction.

Die in der Rohmischung nach ihrer Erhitzung bis auf 130o° zur Auswirkung kommende Wärmemenge läßt sich nach folgender Gleichung bestimmen: Ca C03 + C = CaO + 2 CO.The effects in the raw mixture after it has been heated up to 130o ° The coming amount of heat can be determined using the following equation: Ca C03 + C = CaO + 2 CO.

2 CO = 136 q.oo WE. i Mol C =12 kg. D. h. also, daß auf Zoo kg Kalkstein (kohlensaurer Kalk) und etwa 75 kg Bauxit 12 leg Kohlenstoff kommen. In der Praxis ist natürlich ein etwas höherer Prozentsatz anzuwenden; es genügen -etwa 15°/o vom Kalksteingewicht oder etwa 9 °/o vom Rohmehlgewicht unter Annahme eines Heizwertes der Kohle von etwa 7000 WE.2 CO = 136 qoo WE. 1 mole of C = 12 kg. I. E. So that zoo kg of limestone (carbonate of lime) and about 75 kg of bauxite have 12 leg of carbon. In practice, of course, a slightly higher percentage should be used; about 15 per cent of the weight of limestone or about 9 per cent of the weight of raw meal are sufficient, assuming a calorific value of coal of about 7000 WE.

Das neue Verfahren erfordert einen außerordentlich geringen Wärmeaufwand, was auch dadurch mit erreicht wird, daß die drei Reaktionen: Kalkbrennen, Bauxitkalzinieren und Zementklinkerbildung, die bei der Herstellung von Schmelzzement gewöhnlich getrennt vor sich gehen, in einem Arbeitsprozeß durchgeführt werden, und zwar bei einer so niedrigen Temperatur, die gestattet, den dazu zu verwendenden Ofen so zu isolieren und zu betreiben, daß die Wärmeverluste auf ein Minimum gebracht werden können. Die Versinterung und Verschmelzung des Rohmehls der einzelnen Preßlinge und die Bildung von Calciumaluminaten und -silikaten wird durch die Anwesenheit des zugesetzten Tonerdezementes beschleunigt. Geeignet -zur richtigen Durchführung des Verfahrens ist beispielsweise ein Schachtofen mit unter ihm angeordneter Sinterkammer, die mit automatischer Entleerung versehen ist. Die Heizung der Kammer kann durch Generatorgas oder ähnliches erfolgen, -ließe sich aber auch als elektrische Widerstandsheizung durchführen. Die heißen Gase der Sinterkammer werden mittels eines geeigneten, regulierbaren Exhaustors durch den mit Preßlingen angefüllten Ofenschacht abgesaugt, und dabei erfolgt die Vorwärmung der Füllung.. Will man einen Drehofen verwenden, so müßten die Preßlinge etwas höhere Festigkeit erhalten, was durch Erhöhung des Zementzusatzes leicht zu erreichen ist.The new process requires extremely little heat, which is also achieved by the fact that the three reactions: lime burning, bauxite calcining and cement clinker formation, which is usually separated in the manufacture of molten cement go on, be carried out in a work process, in such a way low temperature which allows the furnace to be used for this purpose to be insulated and to operate so that the heat losses can be brought to a minimum. The sintering and fusion of the raw meal of the individual compacts and the Formation of calcium aluminates and silicates is caused by the presence of the added Alumina cement accelerates. Suitable - for the correct implementation of the procedure is for example a shaft furnace with a sintering chamber arranged under it, which is provided with automatic emptying. The chamber can be heated by generator gas or the like, but could also be used as electrical resistance heating carry out. The hot gases of the sintering chamber are regulated by means of a suitable Exhaustors sucked off through the furnace shaft filled with pellets, and at the same time the filling is preheated .. If you want to use a rotary kiln, you would have to the compacts get somewhat higher strength, which is achieved by increasing the amount of cement added is easy to get to.

Man kann natürlich auch zwecks weiterer Veredlung des Produktes und Erzeugung eines wirklichen Elektroschmelzzementes in an sich bekannter Weise die bereits fertigen Klinker ganz in Schmelzfluß bringen, indem man dieselben beispielsweise aus dem Drehofen oder der Sinterkammer des Schachtofens direkt ohne Temperaturabfall in einen vorgebauten elektrischen Lichtbogenofen fallen läßt. Ein solcher elektrischer Zusatzofen erfordert nur verhältnismäßig geringe- Abmessungen, da ja nur noch eine Temperaturerhöhung von einigen hundert Grad durchzuführen ist und auch ein größeres Bad zwecks wirkungsvoller Durchmischung nicht erforderlich ist.You can of course also for the purpose of further refinement of the product and Generation of a real electrofusion cement in a manner known per se Bring already finished clinker completely into the melt flow by, for example from the rotary kiln or the sintering chamber of the shaft furnace directly without a drop in temperature drops into a built-in electric arc furnace. Such an electric one Additional furnace only requires relatively small dimensions, since there is only one A temperature increase of a few hundred degrees has to be carried out and also a larger one Bath is not required for effective mixing.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the manufacture of calcium aluminate cement, thereby marked that of bauxite and calcium carbonate and as much carbon as is required in order to be released by the dissociation of the calcium carbonate To reduce carbon dioxide, with the addition of alumina cement and water as a binding agent Pressings produced and after hardening at a temperature of at least 130 ° to be annealed.

2. A method for the production of electrofusion cement, characterized in that that the calcium aluminate cement clinker produced according to claim i is known per se Continue in an additional electric arc furnace to full melt flow be heated.