DE973724C - Process and device for the production of building materials - Google Patents

Process and device for the production of building materials

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DE973724C
DE973724C DEP12284A DEP0012284A DE973724C DE 973724 C DE973724 C DE 973724C DE P12284 A DEP12284 A DE P12284A DE P0012284 A DEP0012284 A DE P0012284A DE 973724 C DE973724 C DE 973724C
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fly ash
burned
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Wilhelm Biek
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • C04B7/44—Burning; Melting

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 19. MAI 1960ISSUED MAY 19, 1960

p 12284 IVc 180c Dp 12284 IVc 180c D

Wilhelm Biek, MünchenWilhelm Biek, Munich

ist als Erfinder genannt wordenhas been named as the inventor

Wilhelm Biek, MünchenWilhelm Biek, Munich

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung eines als Bindemittel für Bauzwecke und insbesondere als Rohmischung für die Erzeugung von dampfgehärteten Porenbetonbauteilen geeigneten Baustoffes aus kieselsaure-, tonerde-, eisenoxyd- und kohlenstoffhaltigen Stoffen, wie Steinkohlenflugasche oder Ölschiefer und kohlensauren Kalk enthaltenden Kalziumverbindungen.The invention relates to a method and a device for producing a binder for Building purposes and in particular as a raw mix for the production of steam-hardened aerated concrete components Suitable building material made of silica, alumina, iron oxide and carbon-containing materials, such as hard coal fly ash or calcium compounds containing oil shale and calcium carbonate.

Es ist bekannt, Steinkohlenflugasche mit Zement oder Kalk zu Brennstoff in Steinform oder in Verbindung mit großen Mengen Sand, Zement oder Kalk als Füllstoff zur Herstellung von Baukörpern zu verwenden. Man hat auch schon Leichtbaukörper dadurch hergestellt, daß Flugasche mit Zement, Kalk, Wasserglas, Braunkohle brikettiert und gebrannt und das Brennprodukt mit Zement, Kalk oder Gips verarbeitet wurde. Ferner wurde bei bekannten "Verfahren dem Brennprozeß für Bindemittel bereits Steinkohlenflugasche als zusätzliche Wärmequelle zugesetzt.It is known to use coal fly ash with cement or lime to form fuel in stone form or in conjunction with large amounts of sand, cement or lime as a filler for the manufacture of structures use. Lightweight structures have also been produced by mixing fly ash with cement, lime, Water glass, brown coal briquetted and burned and the burning product processed with cement, lime or gypsum became. Furthermore, the burning process for binders has already been used in known "processes" Hard coal fly ash added as an additional heat source.

Ölschiefer wurde bei bekannten Verfahren bisher benutzt, um mit Kalkstein, Mergel, Koks oder Kohle Zementklinker zu erbrennen. Weiterhin ist bekannt, aus Ölschiefer und Kalkstein ohne zusätzlichen Brennstoff ein hydraulisches Bindemittel zu brennen, wobei bei einer Mehrzahl von Brennöfen in einem Teil der Öfen mit möglichst hohem Kalksteinzusatz und in anderen Öfen Schiefer allein vergast wurde. Es sind auch Ofenkonstruktionen bekannt, bei denen das Aufgabegut durch Abwärme vorgewärmt wird.Oil shale has previously been used in known processes to cover with limestone, marl, coke or coal Burning cement clinker. It is also known from oil shale and limestone without additional Fuel to burn a hydraulic binder, with a plurality of kilns in one Part of the kilns with the highest possible addition of limestone and slate alone was gasified in other kilns. There are also known furnace designs in which the feed material is preheated by waste heat.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden, wonach einerseits kieselsäure-, tonerde-, eisenoxyd- undA method has now been found according to which, on the one hand, silica, alumina, iron oxide and

009 512/20009 512/20

kohlenstoffhaltige Stoffe, wie Steinkohlenflugasche oder Ölschiefer, unter Zusatz von kohlensauren Kalk enthaltenden Kaliumverbindungen und andererseits kohlensauren Kalk enthaltende Kaliumverbindungen unter Zusatz von Steinkohlenflugasche oder Ölschiefer ohne Aufwand zusätzlichen Brennstoffes einem parallel durchgeführten Brennprozeß unterworfen werden, wobei die erste Gruppe der Stoffe unter Abgabe von Strahlungswärme und brennbaren Abgasen bei ίο Kalkbrenntemperaturen und die zweite Gruppe der Stoffe bei höheren Temperaturen gebrannt wird. Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Schachtofengruppe, bestehend aus einem zentral angeordneten Schachtofen und mehreren diesen derart umschließenden Schachtofen, daß die Wände des zentralen Ofens möglichst große Wandteile der anderen Öfen bilden und der Betrieb so geführt wird, daß in den äußeren Öfen die erste Gruppe der Stoffe gebrannt wird und die brennbaren Abgase dieser Öfen in den zentralen Ofen eingeführt werden.Carbon-containing substances, such as hard coal fly ash or oil shale, with the addition of carbonate of lime containing potassium compounds and, on the other hand, calcium carbonate-containing potassium compounds with the addition of coal fly ash or oil shale without the need for additional fuel carried out firing process are subjected, with the first group of substances under release of radiant heat and flammable exhaust gases at ίο lime burning temperatures and the second group of Fabrics are burned at higher temperatures. A shaft furnace group is used to carry out the process, consisting of a centrally arranged shaft furnace and several enclosing it in this way Shaft furnace that the walls of the central furnace are as large as possible wall parts of the other furnaces and the operation is conducted in such a way that the first group of substances is burned in the outer furnaces and the flammable gases from these ovens are introduced into the central oven.

Die Einrichtung zur Durchführung des VerfahrensThe facility to carry out the procedure

kann ein Gebläse zur Förderung der brennbarencan use a blower to promote the combustible

Abgase von den äußeren Öfen in den zentralen Ofen haben, das derart angeordnet ist, daß es Frischluft in die Abgasleitung in Förderrichtung drückt.Have exhaust gases from the outer ovens into the central oven which is arranged to have fresh air pushes into the exhaust pipe in the conveying direction.

Die verfahrensgemäß verwendeten kieselsäure-, tonerde-, eisenoxyd- und kohlenstoffhaltigen Stoffe können Steinkohlenflugasche mit mehr als 25% Unverbranntem und/oder Ölschiefer und die Kalziumverbindungen beispielsweise Kalkstein, Kalkmergel oder Muschelkalk sein.The silicic acid, alumina, iron oxide and carbonaceous substances used in the process can hard coal fly ash with more than 25% unburned and / or oil shale and the calcium compounds for example limestone, marl limestone or shell limestone.

Die kohlenstoffhaltigen Stoffe und die Kalziumverbindungen können vor dem Brennen miteinander vermischt werden. Bei Verwendung von Steinkohlenflugasche können Kalkstein, Kalkmergel oder Muschelkalk stückig oder gemahlen verwendet werden, oder es kann die ganze Mischung gemahlen werden. Auch Ölschiefer kann man stückig oder gemahlen verwenden. The carbonaceous substances and the calcium compounds can be mixed together before burning be mixed. When using hard coal fly ash, limestone, marl limestone or shell limestone can be used Can be used in chunks or ground, or the whole mixture can be ground. Even Oil shale can be used in pieces or ground.

Vor dem Brennen können die Stoffe, soweit in • Mischung Steinkohlenflugasche oder gemahlene Teile enthalten sind, nach Zugabe von Wasser in bekannter Weise brikettiert oder granuliert werden. Der Rohmischung kann auch Rückgut zugesetzt werden, d. h. Teile des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Brenngutes.Before burning, the materials can be mixed • with coal fly ash or ground parts are contained, are briquetted or granulated in a known manner after the addition of water. The raw mix return material can also be added, d. H. Parts of the process according to the invention produced goods to be fired.

In jedem Falle muß die Menge der Kalziumverbindungen dem Gehalt des kohlenstoffhaltigen Stoffes an Kieselsäureanhydrit (SiO2), Aluminiumoxyd (Al2O3) und Eisenoxyd (Fe2O3) derart angepaßt werden, daß der Gehalt des erzielten Produktes an gebranntem Kalk (CaO) niedriger ist als die Summe der anderen Oxyde und der Anteil des gebrannten Produktes an Siliziumoxyd (SiO2) ausreicht zur Bildung von Kalziumhydrosilikaten, wenn das Produkt gemahlen und nach der Behandlung mit Wasser unter Einfluß von gespanntem Dampf gehärtet wird.In any case, the amount of calcium compounds must be adapted to the content of the carbonaceous substance of silicic acid anhydrite (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) in such a way that the burnt lime (CaO ) is lower than the sum of the other oxides and the proportion of silicon oxide (SiO 2 ) in the fired product is sufficient for the formation of calcium hydrosilicates if the product is ground and hardened after treatment with water under the influence of pressurized steam.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der Heizwert der Steinkohlenflugasche und oder des Ölschiefers in den bei Kalkbrenntemperaturen betriebenen äußeren Schachtofen nicht voll benötigt wird und dieser Wärmeüberschuß in Form von direkter Strahlungswärme und brennbaren Abgasen dem zentral angeordneten Schachtofen zugeführt wird, dessen Wände möglichst große Wandteile der äußeren Schachtofen bilden. Ferner liegt der Vorteil des Verfahrens darin, daß in dem zentral angeordneten Schachtofen unter Ausnutzung des Heizwertes des in ihn eingebrachten Anteils an Steinkohlenflugasche und/oder Ölschiefers sowie der ihm aus den äußeren Öfen zugeleiteten Strahlungswärme und brennbaren Abgase ein Brennprozeß bei höheren Temperaturen durchführbar ist.The advantage of the method according to the invention is that the calorific value of the coal fly ash and / or the oil shale in the outer shaft kiln operated at lime kiln temperatures is fully needed and this excess heat in the form of direct radiant heat and combustible Exhaust gases are fed to the centrally arranged shaft furnace, the walls of which are as large as possible wall parts the outer shaft furnace. Another advantage of the method is that in the central arranged shaft furnace using the calorific value of the proportion introduced into it Coal fly ash and / or oil shale as well as the radiant heat supplied to it from the outer furnaces and combustible exhaust gases a burning process can be carried out at higher temperatures.

Wird Steinkohlenflugasche verarbeitet, so können etwa 65 bis 85 Gewichtsprozent des Eintrags für die äußeren Öfen und 55 bis 75 Gewichtsprozent des Eintrags für den zentralen Ofen aus Steinkohlenflugasche bestehen.If hard coal fly ash is processed, about 65 to 85 percent by weight of the input for the outer furnaces and 55 to 75 percent by weight of the entry for the central furnace from hard coal fly ash exist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung bildet die Führung des Brennprozesses. Dies geschieht in der Weise, daß eine kalkärmere Rohmischung in den äußeren Öfen bei Kalkbrenntemperaturen und eine kalkreichere Rohmischung in dem zentralen Ofen bei höheren Temperaturen gebrannt wird. Man erhält dann in den äußeren Öfen ein Erzeugnis, das nach der Mahlung als Bindemittel für Bauzwecke und als Rohmischung für die Erzeugung von dampfgehärteten Porenbetonbauteilen geeignet ist, und in dem zentralen Ofen, in dem bei höherer Temperatur gebrannt wird, ein Erzeugnis mit höherem Kalkanteil, das sich nach der Mahlung vorzugsweise als Bindemittel eignet. Es kann aber auch der Austrag aus sämtlichen Öfen gemeinsam vermählen und als Bindemittel oder als Rohmischung für die Erzeugung von dampfgehärteten Porenbetonbauteilen verwendet werden.Another feature of the invention is the management of the firing process. This is done in the Way that a lime-poor raw mixture in the outer kilns at lime-burning temperatures and a lime-rich raw mixture is burned in the central furnace at higher temperatures. You get then in the outer ovens a product which, after grinding, is used as a binding agent for building purposes and is suitable as a raw mixture for the production of steam-hardened aerated concrete components, and in the central kiln, in which firing takes place at a higher temperature, a product with a higher proportion of lime, which is preferably suitable as a binder after grinding. But it can also be the discharge Grind together from all ovens and as a binding agent or as a raw mixture for production can be used by steam-hardened aerated concrete components.

Bei den nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Bindemitteln und Bauformteilen wurden folgende Festigkeitseigenschaften ermittelt:The binders and structural parts produced by the method according to the invention were the following strength properties are determined:

Druckfestigkeiten nach 28 Tagen bei Bindemitteln (ermittelt nach DIN 1060)Compressive strengths after 28 days for binders (determined according to DIN 1060)

bei Bauformteilenfor structural parts

Bei Verwendung von
Ölschiefer When using
Oil shale

SteinkohlenflugascheCoal fly ash

300 bis 400 kg/cm2 100 bis 200 kg/cm2 50 kg/cm2 bei Rohwichten von 0,7 kg/dm3 .300 to 400 kg / cm 2 100 to 200 kg / cm 2 50 kg / cm 2 with gross weights of 0.7 kg / dm 3 .

40 kg/cm2 bei Rohwichten von 0,7 kg/dm3 40 kg / cm 2 with gross weights of 0.7 kg / dm 3

In der Zeichnung ist beispielsweise und schematisch die Einrichtung einer Ofenkombination dargestellt. Es zeigtIn the drawing, the establishment of a furnace combination is shown for example and schematically. It shows

Abb. ι eine teilweise geschnittene Ansicht einer Ofenkombination,Fig. Ι a partially sectioned view of a Oven combination,

Abb. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht einer anderen Ofenkombination,Fig. 2 is a partially sectioned view of another oven combination,

Abb. 3 einen Querschnitt durch die erste Ofenkombination, Fig. 3 a cross section through the first oven combination,

ίο Abb. 4 einen Querschnitt durch die zweite Ofenkombination. ίο Fig. 4 a cross section through the second oven combination.

Die äußeren Schachtofen α sind um den zentralen Schachtofen b herum angeordnet. Die die Abgase aus den äußeren Öfen α oben herausführende Förderleitung c führt diese Abgase gemischt mit Frischluft von unten in den zentralen Ofen δ ein. Außerhalb der Förderleitung c ist ein Gebläse d angeordnet, das Frischluft ansaugt und diese durch eine Leitung e in die Förderleitung c in Richtung des Abgasstromes einbläst. Die Ausführungsformen der Ofenkombination gemäß Abb. 1 und 2 bzw. 3 und 4 unterscheiden sich lediglich durch die Querschnittsform der Öfen.The outer shaft furnace α are arranged around the central shaft furnace b . The conveying line c leading the exhaust gases out of the outer ovens α at the top introduces these exhaust gases mixed with fresh air from below into the central oven δ. Outside the delivery line c, a fan d is arranged, which sucks in fresh air and blows it through a line e into the delivery line c in the direction of the exhaust gas flow. The embodiments of the oven combination according to Fig. 1 and 2 or 3 and 4 differ only in the cross-sectional shape of the ovens.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Verfahren zur Herstellung eines als Bindemittel für Bauzwecke und insbesondere als Rohmischung für die Erzeugung von dampfgehärteten Porenbetonbauteilen geeigneten Baustoffes aus einerseits kieselsäure-, tonerde-, eisenoxyd- und kohlenstoffhaltigen Stoffen, wie Steinkohlenflugasche oder Ölschiefer, unter Zusatz von kohlensauren Kalk enthaltenden Kalziumverbindungen und andererseits kohlensauren Kalk enthaltenden Kalziumverbindungen unter Zusatz von Steinkohlenflugasche oder Ölschiefer, ohne Aufwand zusätzlichen Brennstoffes in parallel durchgeführten Brennprozessen, wobei die erste Gruppe der Stoffe unter Abgabe von Strahlungswärme und brennbaren Abgasen bei Kalkbrenntemperaturen und die zweite Gruppe der Stoffe bei höheren Temperaturen gebrannt wird, gekennzeichnet durch die Anwendung einer Schachtofengruppe, bestehend aus einem zentral angeordneten Schachtofen und mehreren diesen derart umschließenden Schachtofen, daß die Wände des zentralen Ofens möglichst große Wandteile der anderen Öfen bilden und der Betrieb so geführt wird, daß in den äußeren Öfen die erste Gruppe der Stoffe gebrannt wird und die brennbaren Abgase dieser Öfen in den zentralen Ofen eingeführt werden. i. Process for the production of a building material suitable as a binding agent for building purposes and in particular as a raw mixture for the production of steam-hardened aerated concrete components from substances containing silica, alumina, iron oxide and carbon, such as coal fly ash or oil shale, with the addition of calcium compounds containing carbonate and calcium carbonate on the other containing calcium compounds with the addition of hard coal fly ash or oil shale, without the need for additional fuel in parallel burning processes, whereby the first group of substances is burned with the emission of radiant heat and combustible exhaust gases at lime-burning temperatures and the second group of substances is burned at higher temperatures, characterized by the use of a Shaft furnace group, consisting of a centrally arranged shaft furnace and several shaft furnaces surrounding this in such a way that the walls of the central furnace are as large as possible wall parts of the other n form furnaces and the operation is conducted in such a way that the first group of substances is burned in the outer furnaces and the combustible exhaust gases from these furnaces are introduced into the central furnace. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gebläse zur Förderung der brennbaren Abgase von den äußeren Öfen in den zentralen Ofen, das derart angeordnet ist, daß es Frischluft in die Abgasleitung in Förderrichtung drückt.2. Device for performing the method according to claim 1, characterized by a Blower to convey the flammable gases from the outer ovens into the central oven, the is arranged such that it pushes fresh air into the exhaust pipe in the conveying direction. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 340 986, 350 363, 663, 411 584, 347 268, 703 817, 427 801, 400 626, 562485, 466298, 530035, 578935. 66392, 362023, 398514, 400057, 725693, 425861;German Patent Nos. 340 986, 350 363, 663, 411 584, 347 268, 703 817, 427 801, 400 626, 562485, 466298, 530035, 57 8 935, 66392, 362023, 398514, 400057, 725693, 425861; französische Patentschriften Nr. 615 113, 390 114; britische Patentschrift Nr. 7 211 aus dem Jahre 1893; britische Patentschriften Nr. 455 039, 463 942, 223.French Patent Nos. 615 113, 390 114; British Patent No. 7,211 of 1893; British Patent Nos. 455 039, 463 942, 223. USA.-Patentschrift Nr. 212 508;U.S. Patent No. 212,508; Zeitschrift »Die Technik«, 1948, Heft 3;"Die Technik" magazine, 1948, issue 3; Zeitschrift »Neue Bauwelt«, Sonderheft »Bindemittel« vom 14. 4.1947;"Neue Bauwelt" magazine, special issue "Bindmittel" from April 14, 1947; Zeitschrift »Tonindustrie-Zeitung«, 1924, S. 485ff., 1048; 1925, S. 470; 1932, S. 718; 1913, S. 1652;"Tonindustrie-Zeitung" magazine, 1924, p. 485ff., 1048; 1925, p. 470; 1932, p. 718; 1913, p. 1652; Buch von Wecke, »Zement«, 1942, S. 79 bis 87,158;Book by Wecke, "Zement", 1942, pp. 79 to 87,158; Buch von Kühl, »Zementchemie«, 1951, S. 613, 620, 621.Book by Kühl, "Zementchemie", 1951, p. 613, 620, 621. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings © 009 512/20 5. © 009 512/20 5.
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