PL180397B1 - Sposób wytwarzania srodka wiazacego PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania srodka wiazacego z co najmniej dwóch skladników A, C o róz- nych podatnosciach przemialowych polegajacy na mieleniu wprowadzonego do wlotu mlyna skladnika, znamienny tym, ze w miejscu pomiedzy wlotem i wylotem dodaje sie do mlyna rurowego wstepnie zmielony inny skladnik C, którego podatnosc przemialowa jest mniejsza niz podatnosc przemialowa skladnika A wprowadzonego do wlotu po czym oba skladniki wspólnie miele sie w mlynie rurowym na drodze miedzy miejscem dodawania skladnika C, a wylotem z mlyna. PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania środka wiążącego.

Chodzi tu o wytwarzanie środka wiążącego z co najmniej dwóch składników o różnych podatnościach przemiałowych.

Chociaż wynalazek dotyczy środków wiążących wszystkich rodzajów, to jednak sposób stosuje się przede wszystkim do nieorganicznych środków wiążących zawierających piasek hutniczy /zestalony szkliście żużel wielkopiecowy/.

Pojęcie „podatność przemiałowa” zależy od właściwości fizycznych i składu chemicznego materiału mielonego i cecha ta może być różna nawet w przypadku substancji o takim samym składzie. Na podatność przemiałową wpływa przede wszystkim odporność rozdrabnianego materiału na obciążenia dynamiczne i niezależnie od sposobu mielenia jest ona tym lepsza im mniejszy opór stawia rozdrabniany materiał urządzeniu mielącemu i im większa jest otrzymana w wyniku mielenia powierzchnia właściwa w stosunku do wykonanej pracy. Podatność przemiałowajest więc odwrotnie proporcjonalna do pracy powierzchniowej właściwej, która nosi także nazwę oporności przemiałowej. Zarówno stan technikijak i wynalazek zostanąponiżej bliżej objaśnione na przykładzie wytwarzania i przetwarzania cementu hutniczego, wynalazek nie jest jednak ograniczony do cementu hutniczego.

Cement hutniczy składa się z co najmniej dwóch następujących składników: klinkieru cementowego /A/ i piasku hutniczego /C/. Przy tym często dodaje się do składnika A zwykły nośnik siarczanowy /gips, anhydryt itp/.

W stanie techniki są znane zasadniczo dwa sposoby przetwarzania:

1. wspólne mielenie i mieszanie składników we wspólnym agregacie mieląco-mieszającym,

2. oddzielne mielenie składnikowi następnie wspólne mieszanie ich w agregacie mieszającym.

180 397

W pierwszym z wymienionych sposobów zachodzi podczas mielenia dokładne mieszanie się i stykanie ze sobą składników mieszaniny. Ponieważ piasek hutniczy ma dużo większą oporność przemiałową od klinkieru cementowego a zwłaszcza od nośnika siarczanowego, więc podczas wspólnego mielenia i mieszania składniki mieszaniny osiągająróżny stopień zmielenia. Tak więc klinkier cementowy /najczęściej: klinkier cementu portlandzkiego/jak również nośnik siarczanowy /zwłaszcza gips/ z reguły zostają zmielone dużo drobniej niż potrzeba i/lub piasek hutniczy pozostaje w tym sposobie stosunkowo gruboziarnisty w produkcie końcowym, gdyż nie otrzymuje on wystarczającej ilości energii mielącej.

Sam piasek hutniczy jest utajonym składnikiem hydraulicznym, który do reakcji potrzebuje aktywatora, tu: klinkieru cementu portlandzkiego. Przy tym aktywność piasku hutniczego jest tym większa, im większajestjego powierzchnia. Z tego wynika, że wspólne mielenie i mieszanie składników środka wiążącego wprawdzie można stosunkowo prosto wykonywać w agregacie mieląco-mieszającym, lecz ma ono także duże wady. Mielenie musi trwać bardzo długo, aby można było osiągnąć pożądany stopień rozdrobnienia piasku hutniczego. Wymaga to dużego zużycia energii. Przy tym równocześnie pozostałe składniki mieszaniny ulegają zbędnemu nadmiernemu zmieleniu. Ich stopień rozdrobnienia może przy tym wzrastać tak ekstremalnie, że cząstki w końcu ponownie podlegają aglomeracji, co również jest niepożądane.

Wyżej wymienione problemy nie występująw drugim sposobie, w którym składniki miele się oddzielnie. Każdy składnik może być zmielony w dostosowanym do mielonego materiału agregacie mielącym aż do osiągnięcia żądanej powierzchni właściwej.

Wadę tego sposobu stanowi to, że potrzeba kilka agregatów mielących i ponadto składniki muszą być dodatkowo mieszane w oddzielnym urządzeniu. To dodatkowe mieszanie nie jest takiej jakości jak mieszanie „in situ” podczas mielenia.

Samo mieszanie oddzielnie zmielonych składników daje środki wiążące o różnych właściwościach, zwłaszcza o różnej podatności hydratacyjnej. Także zapotrzebowanie wody jest z reguły różne.

Z niemieckiego opisu patentowego 33 14 103 znany jest sposób wspólnego mielenia dwóch lub kilku kruchych substancji o różnych podatnościach przemiałowych. Przy tym substancję o małej podatności przemiałowej, np. piasek hutniczy, sprasowuje się wstępnie w prasie walcowej do postaci tak zwanych strupów w celu obniżeniajej oporności przemiałowej w trakcie następującego wspólnego mielenia z substancją o większej podatności przemiałowej, mianowicie z mieszaniną klinkieru cementowego i gipsu. Przez obróbkę wstępną piasku hutniczego obniża się wprawdzie jego oporność przemiałową lecz wspólne mielenie z pozostałymi składnikami nie umożliwia jednak uzyskania zróżnicowanego uziamienia.

Dlatego też przez wspólne mielenie piasku hutniczego i cementu klinkierowego zostają tylko częściowo rozwiązane wymienione na wstępie problemy. Wspólne mielenie nie pozwala także na indywidualne nastawianie zakresu uziarnienia, zwłaszcza w odniesieniu do piasku hutniczego.

Z czasopisma „Zement Kalk-Gips, 7/1931, 345” jest znane oddzielne mielenie zarówno piasku hutniczego jak również cementu klinkierowego i gipsu. Wstępnie zmielone składniki miesza się następnie ze sobą w oddzielnym agregacie. Jak wspomniano na wstępie, ten znany sposób wymaga dużych nakładów aparaturowych.

W europejskim opisie patentowym 0 010 027 przedstawiono sposób wytwarzania cementów hydraulicznych na bazie klinkieru cementu portlandzkiego i odpadowego siarczanu wapnia. Przy tym siarczan wapnia dodaje się do operacji mielenia z przesunięciem czasowym, co powoduje ograniczenie czasu trwania fazy wspólnego mielenia. Jest to spowodowane tym, że odpadowy siarczan wapnia występuje w bardzo rozdrobnionej postaci i dlatego nie wymaga dodatkowego mielenia, lecz musi być wyłącznie domieszany. Gdyby odpadowy siarczan wapnia został poddany całemu procesowi mielenia wraz z klinkierem, wówczas doprowadziłoby to nieuchronnie do nadmiernego zmielenia drobnoziarnistego siarczanu wapnia.

180 397

Zadaniem wynalazku jest zaproponowanie sposobu wytwarzania środka wiążącego wyżej wymienionego rodzaju, za pomocąktórego można łatwo i przy oszczędnym zużyciu energii wytwarzać środki wiążące o żądanych właściwościach materiałowych.

Sposób wytwarzania środka wiążącego z co najmniej dwóch składników A,Co różnych podatnościach przemiałowych polegający na mieleniu wprowadzonego do wlotu młyna składnika, charakteryzuje się według wynalazku tym, że w miejscu pomiędzy lotem i wylotem dodaje się do młyna rurowego wstępnie zmielony inny składnik C, którego podatność przemiałowajest niniejsza niż podatność przemiałowa składnika A wprowadzonego do wlotu po czym oba składniki wspólnie miele się w młynie rurowym na drodze między miejscem dodawania składnika C, a wylotem z młyna.

Korzystnie ze składnikiem C o mniejszej podatności przemiałowej miesza się jeszcze przed wprowadzeniem go do przelotowego młyna rurowego część pozostałego/ych/ składnika/ów/ A.

Korzystnie domieszany/e/ składnik/i/ A stosuje się w postaci wstępnie zmielonego materiału.

Korzystnie domieszany/e/ składnik/i/ A stosuje się w postaci niezmielonego materiału.

Korzystnie jako składnik A stosuje się klinkier cementowy a jako składnik C wstępnie zmielony piasek hutniczy.

Korzystnie jako składnik A stosuje się mieszaninę klinkieru cementowego z nośnikiem siarczanowym, takim jak gips lub anhydryt.

Korzystnie składnik C o mniejszej podatności przemiałowej dodaje się do młyna rurowego w miejscu oddalonym o jedną trzecią długości młyna od jego wylotu.

Istota wynalazku polega na tym, że składnik środka wiążącego o mniejszej podatności przemiałowej /który może składać się z kilku części składowych/ miele się wstępnie w oddzielnym agregacie mielącym, lecz w trakcie dalszego przebiegu procesu poddaje go następnie wraz z pozostałym lub pozostałymi składnikami środka wiążącego, o większej podatności przemiałowej, który/e/ został/y/ wstępnie zmielony/e/ w młynie przelotowym, wspólnemu mieleniu w tym samym agregacie mielącym, mianowicie w jego końcowej części od strony wylotu, przy czym wspólne mielenie końcowe służy także do mieszania.

Do realizacji sposobu wykorzystuje się częściowo znany młyn przelotowy. Z drugiej strony co najmniej jeden składnik, mianowicie składnik o mniejszej podatności przemiałowej, miele się wstępnie na zewnątrz. Oprócz wykorzystania częściowego znanych sposobów wynalazek różni się następująco od stanu techniki.

Przelotowy młyn rurowy stosuje się nie tylko do mielenia składników o dużej podatności przemiałowej, lecz ten sam młyn rurowy służy także do wspólnego mielenia końcowego ze składnikiem o małej podatności przemiałowej. Przy tym w celu uwzględnienia różnych podatności przemiałowych poszczególnych składników, składnik o małej podatności przemiałowej doprowadza się w wybranym miejscu między wlotem i wylotem z młyna. To miejsce - a stanowi to ważnącechę wynalazku i decydującąkorzyść w stosunku do stanu techniki można wybrać w zależności od żądanych frakcji ziarna /powierzchni właściwych/ poszczególnych składników i/lub całej mieszaniny jak również składu wytwarzanego środka wiążącego.

Wynika z tego, że wjednym i tym samym urządzeniu mogą być mielone i mieszane środki wiążące o różnym składzie. Odpada oddzielne urządzenie mieszające. Przez pozycjonowanie urządzenia załadunkowego dla składnika o małej podatności przemiałowej jak również czasu przebiegu można wytwarzać środki wiążące o różnym stopniu rozdrobnienia poszczególnych składników lub całej mieszaniny.

Gdy w europejskim opisie patentowym 0010 027 proponuj e się mielenie różnych składników z przesunięciem w czasie, to odbywa się to dokładnie odwrotnie w stosunku do istoty wynalazku. Mianowicie według stanu techniki dodaje się z przesunięciem w czasie składnik o dużej podatności przemiałowej w celu niedopuszczenia do nadmiernego zmielenia go.

180 397

Wynalazek w jego najogólniejszej postaci wykonania dotyczy sposobu wytwarzania środka wiążącego, zawierającego co najmniej dwa składniki o różnej podatności przemiałowej, i charakteryzuje się następującymi operacjami:

- składnik A o większej podatności przemiałowej /mniejszej oporności przemiałowej/ wprowadza się do wlotu przelotowego młyna rurowego i miele na drodze do wylotu z młyna,

- w miejscu między wlotem i wylotem dodaje się do młyna rurowego wstępnie zmielony składnik C o mniejszej podatności przemiałowej,

- między miejscem dodawania składnika C, a wylotem z młyna poddaje się wszystkie składniki wspólnemu mieleniu w młynie rurowym i wspólnie odprowadza je.

Przy tym każdy ze składników A i C może składać się z kilku substancji.

Na przykład w przypadku cementu hutniczego składnik A zastępują klinkier cementu portlandzkiego i gips /nośnik siarczanowy/, a składnik C zastępuje piasek hutniczy.

Dzięki temu, że składnik A najpierw miele się w młynie przelotowym bez dodatku piasku hutniczego, czas mielenia składnika może być znacznie skrócony w stosunku do stanu techniki /wspólnego mielenia z piaskiem hutniczym/. Równocześnie występuje korzyść wspólnego mielenia części składowych składnika A i w wyniku tego jednorodnego ich wymieszania. W dalszym przebiegu dotyczy to także wspólnego mielenia końcowego składników A i C /po dodaniu zmielonego na zewnątrz piasku hutniczego/, gdyż wszystkie składniki sąpodobne - chociaż skróconemu - mieleniu i mieszaniu.

Niespodziewanie okazało się, że to otrzymany środek wiążący wykazuje większe wytrzymałości niż ma to miejsce w przypadku oddzielnego mielenia z końcowym osobnym mieszaniem. Wynalazcy objaśniają takie zachowanie się środka wiążącego tym, że wspólne mielenie składników powoduje zwiększenie styczności powierzchniowej i dzięki temu gotowości do reakcji. Równocześnie zostało stwierdzone zmniejszenie zapotrzebowania na wodę dla środka wiążącego otrzymanego według wynalazku.

Krótkie wspólne mielenie końcowe i mieszanie w żadnym razie nie wpływa ujemnie na właściwości składnika A, które to ujemne wpływy zostały zaobserwowane w przypadku stosowania całkowitego wspólnego mielenia. Wprawdzie oddzielne mielenie piasku hutniczego wymaga drugiej operacji technologicznej, z którą jednak można się pogodzić ze względu na optymalizację mielenia i mieszania oraz polepszenie właściwości cementu, w rezultacie osiąga się również następujące dalsze korzyści.

Zapotrzebowanie energii do oddzielnego mielenia piasku hutniczego /w odpowiednim agregacie mielącym/ jest znacznie mniejsze niż do wspólnego mielenia z pozostałymi składnikami w młynie przelotowym. Ma to znaczenie zwłaszcza wtedy, gdy ma być wytwarzany cement o szczególnie dużym stopniu zmielenia, którego nie da się wytwarzać ekonomicznie na drodze czysto przelotowego procesu. Ponadto jak już podano można nastawiać indywidualnie zakres uziamienia /skład granulometryczny/ środka wiążącego. Można wytwarzać według wynalazku środki wiążące o spłaszczonym, szerokim zakresie uziamienia.

Zgodnie z wynalazkiem otrzymano cement zawierający 65% wagowych piasku hutniczego i 35% wagowych cementu portlandzkiego, według niemieckiej normy DIN 1164 /odpowiednio do europejskiej normy CEMIII/B 32,5/.

Znormalizowana wytrzymałość na nacisk tego cementu wynosi odpowiednio 32,5 N/mm² /po 28 dniach/. Dzięki sposobowi według wynalazku osiągnięto jednak wytrzymałość na nacisk po 28 dniach 49,4 N/mm2. Zapotrzebowanie na wodę wynoszące 26,5% molowychjest mimo to względnie małe. Wysoka wytrzymałość na nacisk jest wynikiem wytwarzania sposobem według wynalazku i osiągniętego szerokiego zakresu ziaren.

W niektórych przypadkach może być korzystne, gdy ze składnikiem o małej podatności przemiałowej miesza się jeszcze przed wprowadzeniem go do młyna rurowego część pozostałych składników.

Te domieszane składniki mogą być zarówno wstępnie zmielone jak i niezmielone. W ten sposób można w niektórych przypadkach nastawiać spektrum ziarna środka wiążącego /i jego powierzchnię właściwą/.

Claims (7)

1. Sposób wytwarzania środka wiążącego z co najmniej dwóch składników A, C o różnych podatnościach przemiałowych polegający na mieleniu wprowadzonego do wlotu młyna składnika, znamienny tym, że w miejscu pomiędzy wlotem i wylotem dodaje się do młyna rurowego wstępnie zmielony inny składnik C, którego podatność przemiałowajest mniejsza niż podatność przemiałowa składnika A wprowadzonego do wlotu po czym oba składniki wspólnie miele się w młynie rurowym na drodze między miejscem dodawania składnika C, a wylotem z młyna.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że za składnikiem C o mniejszej podatności przemiałowej miesza się jeszcze przed wprowadzeniem go do przelotowego młyna rurowego część pozostałego/ych/ składnika^zów/ A.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że domieszany/e/ składnik/i/ A stosuje się w postaci wstępnie zmielonego materiału.

4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że domieszany/e/ składnik/i/ A stosuje się w postaci niezmielonego materiału.

5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo, 3 albo 4, znamienny tym, żejako składnik A stosuje się klinkier cementowy, a jako składnik C wstępnie zmielony piasek hutniczy.

6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, żejako składnik A stosuje się mieszaninę klinkieru cementowego z nośnikiem siarczanowym, takim jak gips lub anhydryt.

7. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że składnik C o mniejszej podatności przemiałowej dodaje się do młyna rurowego w miejscu oddalonym o jedną trzecią długości młyna od jego wylotu.