DE1909310C3 - Verfahren zur Herstellung von hydraulischem Zement - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydraulischem Zement aus geeigneten Rohstoffen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Verfahren dieser Gattung ist bereits aus der CH-PS 2 20160 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Zerrieseln dikalziumsilikathaltiger Brennprodukte begünstigt, wobei von der Erkenntnis ausgegangen wurde, daß dikalziumsilikathaltige Sinter- und Schmelzprodukte die Eigenschaft besitzen, beim Abkühlen in mehr oder minder starkem Maße zu zerrieseln. Bekannt war jedoch des weiteren, daß trikalziumsilikatreiche Klinker nicht zerrieseln. Im Rahmen des bekannten Verfahrens soll zur Einsparung eines Mahlvorgangs, der Vorteil des Zerrieselns nutzbar gemacht werden, wenn aluminiumsilikathaltige Roh- "■> stoffe durch Aufschlußbrand mit Kalk auf Tonerde und Zement verarbeitet werden sollen. Zu diesem Zweck wird eine besondere Temperung vorgesehen, und zwar soll das bei hohen Temperaturen erbrannte Gut einer Temperung oberhalb 1100⁰C unterworfen werden, selbstverständlich in Verbindung mit dikalziumsilikathaltigen Brennprodukten. In besonderer Weiterbildung sol] die Temperung bei langsam bis mindestens 1100° C abfallenden Temperaturen durchgeführt werden.

Ziel des bekannten Verfahrens ist also eindeutig die Begünstigung des Zerrieselns im Rahmen der Zementherstellung, jedoch des Zerrieselns von dikalziumsilikathaltigen Brennprodukten, deren Zerrieselungstendenz grundsätzlich bekannt war. Nicht bezweckt wurde jedoch die Zerrieselung kalziumsilikatreicher Klinker, von denen bekannt war, daß sie nicht zum Zerrieseln neigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß das eingangs hinsichtlich seiner Gattung bezeichnete Verfahren in wirtschaftlicherer Weise ausführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem vorzusehenden Zementofen kann es sich um einen beliebigen geeigneten Zementofen handeln, z. B. einen Schachtofen mit Schmelzherd an seinem Boden oder einen Drehofen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt in Gegenüberstellung zu den üblichen Verfahren der Zementherstellung eine Anzahl von Vorteilen hinsichtlich sowohl der Wirtschaftlichkeit der Herstellung als auch der Qualität des fertigen Produktes. Zum einen müssen die Rohstoffe vor dem Brennen nicht mehr so fein gemahlen werden, weil eine innige Vermischung der verschiedenen Rohstoffe in aufgeschmolzenem Zustand eintritt. Befriedigende Ergebnisse werden erreicht, wenn die Rohstoffe in den Ofen in grob zerbrochenem Zustand eingespeist werden, beispielsweise mit einer Größe ähnlich derjenigen von für Straßenoberbau verwendetem Steinsplitt. Die optimale Größe hängt von der benutzten Ofenart ab. In einem Schachtofen beispielsweise muß das Aufwärtsströmen der heißen Gase möglich sein, und ist daher ein Größenbereich von etwa 25 bis 50 mm am zufriedenstellendsten. Wesentlich größeres Material sollte wegen der Gefahr des Verlustes der Homogenität der Schmelze vermieden werden. In einem Drehofen ist die Größe des Materials nicht so sehr von Bedeutung. Die obere Grenze wird dort durch die Notwendigkeit bestimmt, einer mechanischen Beschädigung der Ofenauskleidung vorzubeugen. Zwar besteht keine Notwendigkeit zur Feinvermahlung des Materials; jedoch kann ein Teil oder das gesamte Material aus kleinen Partikeln bestehen, was häufig der Fall ist, wenn die Rohstoffe Abfallprodukte aus anderen Industrien sind.

Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Teilchen keiner Vermahlung unterworfen werden müssen, was ein kostspieliges Verfahren und erforderlich ist, wenn Zement nach den bisherigen Verfahrensweisen hergestellt wird.

Gemäß der Erfindung müssen die Fasern zur Bildung von Zement zerquetscht oder in anderer Weise zerbrochen werden, was viel billiger als das normale Vermählen von Zementklinker ist. Diese Bildung von Fasern ist ein zuverlässigeres Verfahren als die Bildung kleiner Partikeln, wenn das Grundmaterial eine geschmolzene Klinkermasse ist.

Schließlich werden die Rohstoffe dem Ofen trocken zugeführt, was in Gegenüberstellung zur Zuführung der Stoffe als Schlamm weniger Wärme erforderlich macht.

Durch das Aufschmelzen der Rohstoffe wird eine große Menge von Trikalziumsilikat gebildet, und infolge des raschen Abkühlens bleibt der Hauptteil der Trikalziumsilikat-Verbindungen in dem fertigen Zement erhalten, was diesem eine hohe Frühfestigkeit verleiht Das rasche Abkühlen bewirkt ferner, daß die gebildeten Kristalle klein sind, was ebenfalls zur hohen Frühfestigkeit beiträgt, weil kleine Partikeln den Zutritt von Wasser zu den einzelnen Kristallen während des Aushärtens des Zements erleichtern. Im Gegensatz zu der normalen Abkühlung eines in einem Schacht- oder Drehofen behandelten Produkts, wobei die Abkühlung der Klinker beispielsweise auf einem Rostkühler oder — in Verbindung mit einem Drehofen — in einem Planetenkühler mittels atmosphärischer Luft erfolgt, die durch den Kühler hindurchgezogen wird, und wobei ein relativ langsames Abkühlen der Klinker stattfindet, erfolgt die rasche Abkühlung im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch Einblasen von Strömen von Luft oder einem anderen Gas in das geschmolzene Produkt. M

Mittels der Erfindung besteht die Möglichkeit zur Herstellung eines Zements mit Eigenschaften, die denjenigen eines sogenannten monodispersen Zements sehr ähnlich sind, d. h. eines Zements mit sehr gleichförmiger idealer Partikelgröße von 3 bis 6 M ikron. Solche Zemente sind insbesondere für die Herstellung von Produkten durch Gießen ohne Wasserdampfhärtung und im allgemeinen auch für Arbeiten geeignet, die einen schnell aushärtenden Zement erforderlich machen. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für die Herstellung von AL-Zementen mit verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkten; sie eignet sich jedoch auf für die Herstellung von Portland-Zementen oder anderen üblichen Zementarten.

Für die Überführung der Ströme des geschmolzenen J5 Produkts in Fasern können verschiedene Verfahrensweisen benutzt werden. Beispielsweise kann bzw. können der Strom oder die Ströme aus dem Ofen zu einer sogenannten Spinneinrichtung geführt werden, in der sie auf rasch rotierende wassergekühlte Stahlräder oder Walzen auftreffen, deren Umfangsgeschwindigkeit . in Verbindung mit einem starken Querluftstrom die Bildung von langen, dünnen Fasern bewirkt In einer bevorzugten Verfahrensweise werden Ströme von Luft oder einem anderen Gas in das geschmolzene Produkt geblasen, und wird bzw. werden der Strom oder die Ströme dadurch in kurze Fasern übergeführt

Vorzugsweise besitzen die durch Zerkleinerung des geschmolzenen Produkts gebildeten Fasern eine gleichförmige Dicke, die annähernd dem Partikelquerschnitt von Zement normaler Feinheit, d. h. von etwa 3 bis 6 Mikron, entspricht. Anschließend werden die gebildeten Fasern zu Zement der gewünschten Feinheit aufgebrochen, was tatsächlich das Aufbrechen der Fasern zur Bildung kleiner Partikeln mit einer Länge von nur wenigen Vielfachen entspricht. Der Vorteil eines Zements in der Form solcher Teilchen besteht darin, daß die Hydrationszeit tatsächlich die gleiche für alle Partikeln ist, was einen Zement hoher Frühfestigkeit ergibt.

Die Zerkleinerung der Fasern zu Zementfeinheit kann zweckmäßigerweise in einem Disintegrator erfolgen, und der fertige Zement kann aus diesem in einem Luftstrom ausgetragen und in einem Zyklon abgeschieden werden. In einer üblichen Disimegratorart sind zwei Scheiben auf einer gemeinsamen Achse zwecks D^rehung vorzugsweise in entgegengesetzten Richtungen angeordnet, und ist ein Ring aus Stiften auf jeder Scheibe angebracht.

Der Durchmesser des einen Rings ist größer als der des anderen, und die Stifte der beiden Ringe überlappen sich, wobei ein Ring innerhalb des anderen angeordnet ist, so daß in den Disintegrator eingespeistes Gut durch die Relativbewegung der Stifte zerschert und aufgebrochen wird.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von hydraulischem Zement aus geeigneten Rohstoffen, die in einem Zementofen in den richtigen Anteilen zur Bildung von Zementklinker eingespeist und gebrannt, geschmolzen und abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das behandelte Produkt aus dem Ofen als eine homogene Klinkerschmelze in Form eines oder mehrerer Ströme abgezogen wird, welcher Strom oder welche Ströme dann unter sehr rascher Abkühlung in Teilchen von sehr kleiner Ausdehnung hauptsächlich aus kleinen Partikeln, Körnern oder Fasern gleichförmiger Größe oder Dicke von weniger als 20 Mikron in zwei senkrech- 'S ten Richtungen zueinander übergeführt werden, so daß sie, gebrochen oder nicht, einen Zement der gewünschten gleichförmigen Feinheit bilden, ohne daß ein Vermählen erforderlich ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- » zeichnet, daß als Ofen ein Schachtofen verwendet wird und daß in den Schachtofen Rohstoffe mit einer Größe im Bereich von etwa 25 bis etwa 50 mm eingespeist werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom oder die Ströme aus dem Ofen zu einer Spinneinrichtung zwecks Bildung langer dünner Fäden geführt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ströme von Luft oder anderem 3» Gas in das geschmolzene Produkt geblasen werden und der Strom oder die Ströme in kurze Fasern überführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Fasern mit einer Dicke von etwa 3 bis 6 Mikron gebildet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildeten Fasern in einem Disintegrator zerbrochen werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement aus dem Disintegrator in einen Luftstrom ausgetragen und in einem Zyklon abgeschieden wird.

8. Verwendung des Verfahrens nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung eines A L-Zements.