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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochwertigem Zement
Hochwertigen Zement hat man bisher durch besonderes Mischen und sehr feines Mahlen
des Rohgutes und des Zementes und scharfes Brennen hergestellt. Diese Maßnahmen
verteuern die Herstellung.
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Es ist nun durch zahlreiche Versuche, von denen weiter unten einige
Beispiele genannt sind, festgestellt, daß die bei der Zementherstellung verbrannten
Klinkerstücke von innen nach außen hin nicht von gleichmäßiger Beschaffenheit sind.
Hierauf deutet schon die Färbung hin, die in den äußeren Schichten als graugrim
anzusprechen ist und nach dem Innern zu häufig ins Gelbe oder Bräunliche übergeht.
Die Versuche haben gezeigt, daß das Zementgut in den äußeren Schichten eines Klinkerstücks
in den meisten Fällen bessere Festigkeitseigenschaften aufweist als in den inneren
Schichten. Offenbar werden beim Brennen die äußeren Teile jedes einzelnen Klinkerkorns
besonders gleichmäßig erhitzt und gleichmäßig vom Sauerstoff erreicht.
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Bisher hat man nun stets den (erbrannten Klinker einheitlich gemahlen
und, damit sich recht viel des hochwertigen Bestandteils ergäbe, hat man darauf
gehalten, Klinkergut von möglichst großer Oberfläche der gesamten Körner zu erzielen.
Zu diesem Zweck gab man das Rohgut möglichst feinkörnig auf. Unter eine gewisse
Grenze kann man hierin :aber aus praktischen Erwägungen nicht heruntergehen, und
die Klinkerkörner hatten infolgedessen stets noch so große Abmessungen, daß sich
nach erfolgter Mahlung ein beträchtlicher Teil von weniger guten Festigkeitseigenschaften
ergab, der aus den Kernen der Klinkerkörner stammt und die Eigenschaften des gewonnenen
Zements herabsetzt.
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Der zur Zeit hergestellte Zement übersteigt nun an sich im allgemeinen
die gestellten Anforderungen meist beträchtlich, es wäre also vielfach auch schon
ein Erzeugnis von etwas geringeren Eigenschaften. völlig ausreichend; es bestehen
daher keine Bedenken, diejenigen Bestandteile mit noch besseren Eigenschaften auszusondern
und sie als Sondererzeugnis, d. h. :als hochwertigen Zement, zu verwenden.
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Der Erfinder macht hierzu von der durch eingehende Versuche gewonnenen
Erkenntnis der verschiedenen Zonen in den einzelnen Klinkerkörnern Gebrauch. Nach
der Erfindung wird daher hochwertiger Zement derart hergestellt, daß man den erbrannten
Klinker zunächst abmahlt, um die äußeren Schichten der Klinkerkörner für die Herstellung
des hochwertigen Zements zu verwenden, worauf erst die zum Herstellen von gewöhnlichem
Zement aus dem übrigen Klinkeranteil erfolgende vollständige Mahlung dann stattfindet,
nachdem das anfänglich Abgemahlene abgesondert worden ist. Das zunächst stattfindende
Abm.ahlen geschieht mit Vorteil in Mahlvorrichtungen, welche überwiegend reibend,
nicht aber zerschlagend wirken. Hierdurch wird vorzeitiges Zertrümmern der einzelnen
Klinkerkörner
vermieden und vielmehr nur ihre oberste Schicht äbgemahlen. Dieses Abmahlen ist
im wesentlichen unabhängig davon, wie groß die einzelnen Klinkerkörner sind, doch
ist es unter Umständen vorteilhaft; durch vorheriges Brechen größerer Stücke alle
Klinkerkörper auf ungefähr gleiche Körnung zu bringen. Es kann jedoch hiervon auch
abgesehen werden, besonders wenn, wie es bei Schachtofenklinker vielfach der Fall
ist, die Abmessungen der einzelnen Klinkerstücke sehr voneinander abweichen. Dann
können die größeren Stücke geradezu als Mahlkörper für die kleineren Stücke dienen
oder umgekehrt, je nachdem, wie die Härte der verschieden großen Stücke ausgefallen
ist.
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Die Stärke der Abmahlung; also das Verhältnis zwischen hochwertigem
und gewöhnlichem Zement, kann nach dem jeweiligen Bedarf geregelt werden, indem
die zum Abmahlen dienende Mahlvorrichtung mit einergrößertun oder geringeren Menge
von Mahlsteinen beschickt wird. Auch kann das Abmahlen auf einen Teil des Klinkers
beschränkt werden.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß die Herstellung von hochwertigem
Zement im laufenden Betrieb des Zementwerkes je nach dem Bedarf erfolgen kann, ohne
daß beim Mischen und Mahlen des Rohgutes oder beim Brennen besondere Maßnahmen erforderlich
sind. Da der mehr ins Gelbe und Braune spielende Teil der Klinkerkörner überhaupt
nicht in den hochwertigen Zement gelangt, hat dieser eine schönere Farbe, wie auch
der Farbunterschied zwischen dem hochwertigen und dem gewöhnlichen Zement bei der
Herstellung nach der Erfindung leicht eine Verwechs,elüng beider Sorten verhindert.
Im allgemeinen kann nach der Erfindung bis zu 5o0,/o des gesamten Klinkers zu hochwertigem
Zement verarbeitet werden, so daß sich entsprechend 5o% oder mehr an gewöhnlichem
Zement ergeben. Der in dieser Weise gewonnene hochwertige Zement hat erheblich bessere
Eigenschaften als der Rest, welcher aber immer noch die vorgeschriebene Norm überschreitet.
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Um den hochwertigen Zementteil noch zu verbessern, kann man ihn nach
der Absonderung einer erhöhten Feinmahlung unterziehen. Wenn hierdurch auch Mehrkosten
entstehen, so sind diese immer noch geringer als bei der bisherigen Herstellung
des Zements, da eine erhöhte Feinmählung des Rohgutes unterbleiben kann. I i Um
andererseits eine Verschlechterung des hochwertigen Anteils durch die Asche zu verhindern,
welche aus dem .zum Brennen des Rohgutes dienenden Brennstoff entfällt und sich
vorzugsweise in dem Außenteil der Klinkerkörner niederschlägt, ist es vorteilhaft,
einen Brennstoff zu verwenden, dessen Asche einen hohen Gehalt an Kalk und Ton enthält,
also zur Bildung eines guten Zementklinkers beiträgt.
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Im folgenden sind Versuchsergebnisse angegeben.-Es wurden zwei Portlandzementklinker
folgenden Vermahlungsarten unterzogen: i. der normalen Vermahlung, z. der stufenweisen
Vermahlung, und zwar einer Abmahlung von 400;o mit darauffolgender Restmahlung.
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Bei allen Vermahlungen wurde auf möglichst gleichen Siebrückstand
auf dem 49oo-Maschen-Sieb hingearbeitet.
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Diese Vermahlungen wurden im Laboratorium mit 3% Gips versetzt und
den Festigkeitsprüfungen gemäß den deutschen Normen unterzogen.
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Die ermittelten Festigkeiten (kg/qcm) sind in nachstehenden Tabellen
zusammengestellt.
| normale 4oo/oige Restmahlung |
| Vermahlung |
| -- Abmahlung- |
| -- |
| Zement A |
| Festigkeiten |
| nach 3 Tagen |
| Zug ...................... .......... 23,1 29,4 2ö;6 |
| Druck ....................... ..... 177 259 177 |
| nach 7 Tagen |
| Zug .... . .......................... 28,5 34,0 26,1 |
| Druck ........... ................. 255 320 272 |
| nach 28 Tagen Wasserlagerung |
| Zug ...................:.............. 34;1e 36,3 3539 |
| Druck ................................. 347 400 355 |
| nach 28 Tagen komb. Lagerung |
| Zug ................. .............. 39,4 40,1 42,5 |
| Druck .................. .......... 371 452 392 |
| normale 4o°iölge Restmahlun |
| Vermahlung '@Abmahlung _ g |
| Zement B |
| Festigkeiten |
| nach 3 Tagen ` |
| Zug ....................... . . . . .. . . . . . . .
. .,'............... 18,9 30,5 2i,z |
| Dr ................ 137 363 18o |
| nach 7 Tagen |
| a |
| Zub .................................. 255 355 25,8 |
| Druck ................................ 256 452 299 |
| nach 28 Tagen Wasserlagerung |
| Zug .................................. 33,5 41,0 34,2 |
| Druck ................................ 395 558 436 |
| nach 28 Tagen komb. Lagerung |
| Zug ....... . .... ... . . ........ ... . . . .. . 35,6 43,3
39,4 |
| Druck ................................ 428 681 479 |
Die Erfindung betrifft ferner Vorrichtungen zur Durchführung des vorstehend beschriebenen
Verfahrens, und zwar bestehen diese aus einer Abmahleinrichtung, einer Absonderungseinrichtung
für das Abgemahlene und Fertiginahlvorrichtungen für den Rest oder gegebenenfalls
auch für das Abgemahlene. Der Abmahlvorrichtung wird der vom Ofen kommende Klinker
möglichst nach Durchlaufen eines Brechwerks zugeführt.
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Die Zeichnung stellt schematisch Ausführungsbeispiele solcher Vorrichtungen
dar. Abb. i zeigt eine Zementanlage mit Schachtofen, Abb. 2 eine solche mit Drehrohr
Ofen.
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Aus dem Schachtofen i (Abb. z) wird der erbrannte Klinker durch den
Brecher 2 geführt, in welchem übergroße Stücke zerkleinert werden. Er gelangt sodann
in die Trommelmühle 3. Der erste Abschnitt 4. der Mühle ist nach dein Ausführungsbeispiel
'durch Innenwände 5 in eine Anzahl kranzförmig um die Mittelachse angeordneter Einzelkammern
aufgeteilt, in welche Flintsteine 6 oder kleine Mahlkörper eingefüllt sind.
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Diese Flintsteine reiben infolge ihres geringen spezifischen Gewichts
und bei der niedrigen Fallhöhe in den einzelnen Kammern die eingeführten Klinkerstücke
nur an der Oberfläche ab, ohne sie zu zertrümmern. In dem Zwischenteil? der Mühle,
das mit Hub-und Absondereinrichtungen ausgerüstet werden kann, wird das Abgeriebene
ausgesondert und durch Öffnungen 8 im Mantel der Trommel 3 entfernt. Es gelangt
in den Aufnahmetrog 9 und wird von diesem in die Feinmühle io gebracht, welche ebenfalls
durch Innenwände i i in Einzelkammern aufgeteilt sein kann, die ,mit kleinen Stahlkugeln
12 gefüllt sind. Hier erfährt das Abgeriebene eine weitere Verfeinung und wird dann
bei A als hochwertiges Zercemmehlentnommen.
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Der Rest des in der Kammer 4 behandelten Klinkers gelangt aus der
Zwischenkammer 7 in die Mahlkammer 13 und geht weiter durch die ;anschließenden
Kammern 14 und 15; diese Kammern 13, 14 und 15 sind mit Stahlkugeln
16, 17 und 18 von abnehmender Größe beschickt. Hier erfährt
der restliche Teil des Klinkers seine vollständige Zerkleinerung, so daß er als
Mehl aus der Kammer 15 ,austritt, welche durch Zwischenwände 19
in
Einzelkammern aufgeteilt ist. Dieser Teil des Klinkers wird bei B als gewöhnlicher
Zement entnommen.
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Bei dem in Abb.2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird- der Klinker
in dem Drehofen 2o gebrannt. Da Drehofenklinker meist keine übermäßig großen, zusammenbackenden
Stücke enthält, kann von einem Brechen abgesehen werden, der Klinker gelangt vielmehr
sofort in die mit Flintsteinen 2 i versehene, mehrkammerige Abreibemühle 22. Aus
ihr wird das ganze Mahlgut durch die Austragzone 23 abgeleitet und in den Sichter
24. gefördert. Das hier abgesichtete Feine wird als hochwertiger Zement bei C entnommen,
während der Rest in das andere Ende der Mahltrommel eingetragen wird und hier die
Mahlkammern 25, 26 und -2 7 durchläuft, um durch die Auftragvorrichtung 28 die Mühle
zu verlassen und bei D, als gewöhnlicher Zeacent auszutreten.
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Erforderlichenfalls sind an den Stellen, an denen das Abgemahlene
abgesondert wird, auch Siebvorrichtungen vorzusehen, welche den Rest des Klinkers
oder die zum Ab-
mahlen dienenden Flintsteine zurückhalten.