DE730831C

DE730831C - Verfahren zur Foerderung des Zerrieselns dicalciumsilicathaltiger Brennprodukete

Info

Publication number: DE730831C
Application number: DEI66245D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Noll
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1940-01-06
Filing date: 1940-01-06
Publication date: 1943-01-28

Description

Verfähren zur Förderung des Zerrieselns dicalciumsilicathaltiger Brennprodukte Bekanntlich haben dicalciumsilicathaltige Sinter- und Schmelzprodukte, die durch Reaktion von Kalk mit Silicaten hergestellt werden, die Eigenschaft, beim Abkühlen in mehr oder minder. starkem Maße zu zerrieseln. Diese Erscheinung ist nach dem heutigen Stande unseres Wissens dadurch bedingt, daß das Dicalciumsilicat verschiedene' Modifikationen von teilweise verschiedener Raumbeanspruchung besitzt und daß beim Abkühlen auf Temperaturen unter 675° aus der ß-Modifikation kleinerer Raumbeanspruchung die )i-Modifikation derselben Verbindung mit größerer Raumbeanspruchung entsteht (vgl. folgende Tabelle).

Solche Zerrieselungserscheinungen sind in besonderem Maße in der Zementindustrie bekanntgeworden. Sie, sind hier gefürchtet, weil sich herausgestellt hat, daß die zerrieselten Zemente infolge ihres hohen Gehaltes an Dicalciumsilicat schlechtere hydraulische Eigenschaften haben als die nicht zerricselten, tricalciumsilicatreichen Klinker, die dann allerdings einem Mahlprozeß unterworfen werden müssen.
Man hat die Erfahrung gemacht, daß man die Neigung der Klinker zum Zerfall dadurch unterdrücken kann, daß man sie rasch mit kalter Luft abschreckt. Der Erfolg dieser Maßnahme wird verständlich, wenn man bedenkt, daß rasches Abschrecken ein Einfrieren der ß-Hochteinperaturniodifikation des Dicalciumsilicates, langsames Abkühlen hingegen den Umwandlungspunkt der ß- in die ;-Modifikation hinweg eine Förderung des Modifikationsumschlages zur Folge haben muß.
Auf Grund der Tatsache, daß das Zerrieseln stets eine unerwünschte Erscheinung war, ist es verständlich, daß man bisher im wesentlichen bestrebt war, Mittel und Wege zu finden, die das Zerrieseln heininen.
In neuerer Zeit sind jedoch auch Verfahren bekanntgeworden, bei denen das Zerrieseln bewußt herbeigeführt und technisch ausgewertet wird in der Absicht, dadurch einen Mahlvorgang zu ersparen. Es ist schon ein Verfahren beschrieben worden, bei dem Portlandzementklinker unmittelbar nach ihrer Fertigstellung in hocherhitztem Zustand mit hochgespanntem Dampf in geschlossenen Behältern behandelt werden, so daß sie zerkleinert oder so brüchig werden, daß sie leicht gemahlen werden können. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist es, daß Kalk und Magnesia leicht hydratisiert werden, was naturgemäß bei der Zementherstellung unerwünscht ist. Im übrigen ist das Verfahren technisch schwer durchführbar.
Mit besonderem Vorteil - macht man sich das Zerrieseln zunutze, wenn man alumilliumsilicathaltige Rohstoffe durch Aufschlußbrand mit Kalk auf Tonerde und Zement verarbeiten will. Bei diesem Auf schluß werden durch Erhitzen des Aluminiumsilicates finit Kalk auf etwa 1äoo@ Klinker hergestellt, die außer Dicalciumsilicat hauptsächlich noch C alciumaluniinat und Calciumaluminatferrit enthalten. Aus diesen Klinkern kann durch Umsatz mit Wasser, Alkalicarbonat und anderen Lösungen-Tonerde ausgelaugt werden, während der Rückstand in einen Zement überführbar .lest. Da die Klinker für die Laugung möglichst feinkörnig sein sollen, müßten sie all sich weitgehend gemahlen werden. Diese Mahlung wäre aber in Anbetracht der Härte der Klinker sehr kostspielig. Sie läßt sich in vielen Fällen -dadurch ersparen, daß die Klinker bei richtiger Wahl -der Zusammensetzung von selbst zer rieseln.
In zahlreichen Versuchen mit verschiedensten Ausgangsmaterialien hat sich nun gezeigt, dafi das Zerrieseln teilweise sehr unvollständig erfolgen kann, so daß ein mehr oder weniger großer Teil des Stoffs nachträglich noch gemahlen werden muß. Zudem vollzieht sich der Vorgang oft sehr langsam; er kann sich über Stunden, ja Tage erstrecken.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, claß man diese Nachteile dadurch beheben kann und ein vollkommenes Zerrieseln erreicht, daß man das erhitzte Gut nach der Erhitzung bei Temperaturen oberhalb iioo° tempert; zweckmäßig läßt man hierbei die Temperatur langsam bis mindestens iioo° sinken. Die Wirkung dieser Arbeitsweise ist umso überraschender, als der Temperaturbereich, in dem die Nachtemperung zweckmäßig v orgenoinmen wird, ganz abseits von derjenigen Temperatur liegt, bei der die für die Zerrieselung verantwortliche f-;r-Umwandlung des Dicalciumsilicates erfolgt.
Die Nachteinperung im Bereich bis i ioo° wird vorteilhaft unmittelbar an den Brand angeschlossen und dauert zweckmäßig mehrere Stunden. Die Art der Abkühlung voll 11063 all abwärts ist gleichgültig; es kann rasch oder langsam abgekühlt werden. Zur Abkürzung des Verfahrens wird inarf eine rasche Abkühlung vorziehen.
Zur technischen Durchführung der 1 achtemperung kann man sich selbstverständlich der veschiedenartigsten Anordnungen bedienen. Beim Arbeiten in Drehrohren nach dem Gegenstromverfahren läßt sich die gewünschte Telnperung ohne besondere Vorsichtsmaßregeln schlecht erreichen, weil das die Brennzone verlassende Gut meist zu rasch auf niedrige Temperaturen kommt. Mit besonderem Vorteil arbeitet man dagegen in Drehrohren nach dem Gleichstromverfahren, wobei das Brenngut nach Verlassen der heißen Ofenzone bei langsam fallender Temperatur sehr gleichmäßig nachgetempert wird. Durch Veränderung der Länge des Ofens, der Umdrehungszahl usf. läßt sich die Temperungsdauer in sehr einfacher Weise regeln.
Der Erfolg der Arbeitsweise gibt sich besonders darin kund, daß die Zerrieselung sonst unvollständig zerrieselnder Klinker sehr vollständig abläuft. Es gelingt beispielsweise, gebrannte dicalciumsilicathaltige -lassen, die bei rascher Abkühlung bis zu d0 °/a Rückstand ergaben, bis zu 99 % zur Zerrieselung zu bringen. Sie äußert sich ferner darin, daß eine erhebliche Abkürzung der Zerfallsdauer der Klinker erreicht wird.
Beispiel Aus einem Tonschiefer und einem Kalkstein wurde nach Fe inmahlung der Rohstoffe eine innige Mischung hergestellt, die (glühverlustfrei berechnet) die folgende Zusammensetzung hatte: 23,3 °% Si 02, 14,0 °/a A12 Os, 2,8 °% Fee Os, 57,1 °% Ca O. Diese Mischung wurde i Stunde auf 135o° erhitzt und dadurch zu einem Klinker gebrannt, der etwa 67 °/o Dicalciumsilicat neben im wesentlichen Calciumaluminat enthielt. Der Klinker wurde unmittelbar nach beendeter Erhitzung i. aus dem Ofen genommen und rasch abkühlen gelassen; 2. bis laoo° in 1/2 Stunde abgekühlt und dann aus dem Ofen entfernt; 3. i1,/2 Stunde bei langsam bis looo° fallender Temperatur im Ofen gelassen und dann dem Ofen entnommen.
Im ersten Falle betrug der Siebrückstand auf den3 goo-Maschensieb 65 °/o, im zweiten Falle 13,3% und im dritten nur i,7%.
Die gleiche Mischung wurde einmal im Drehofen nach dem Gegenstromprinzip verarbeitet, wobei das Material kurze Zeit nach Verlassen der Sinterzone in eine Kühltrommel fiel, zum anderen in einem Drehrohr im Gleichstrom gebrannt, wobei das Material nach Verlassen der heißesten Zone noch etwa 2 Stunden im Ofen verweilte. Der nicht zerfallene Anteil betrug im ersteren Falle zwischen 1o bis ¢o °/o, im zweiten Falle ergaben sich in mehrtägiger Versuchsdauer gleichmäßig geringe, unter i bis höchstens etwa 3 °/o betragende Siebrückstände. -

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Förderung des Zerrieselns dicalciumsilicathaltiger Brennprodukte, vorzugsweise solcher Zusammensetzung, daß neben Dicalciumsilicat Calciumaluminate und Calciumaluminatferrit vorliegen, dadurch gekennzeichnet, daß das bei hohen Temperaturen erbrannte Gut einer Temperung oberhalb i loo°, zweckmäßig bei langsam bis mindestens i ioo° abfallenden Temperaturen, unterworfen wird. a. Verfahren nach Patentanspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Aufschluß und Temperung im Drehofen im Gleichstrom durchgeführt werden.