DE2843128A1

DE2843128A1 - Verfahren zur herstellung von portlandzementklinker

Info

Publication number: DE2843128A1
Application number: DE19782843128
Authority: DE
Inventors: Grigoryj Mitrofanovit Baklanov; Leonid Pimonovitsch Chlopkov; Nina Efimovna Chodotova; Nikolai Fedorovitsch Drepin; Lev Petrovitsch Feofanov; Andrej Maksimovi Frantsevitsch; Vladimir Ivanovitsch Garmasch; Stanislav Ivanovitsc Gaschenko; Anatolij Vladimirov Kolesnikov; Geb Iudina Lidija Iva Lekalova; Nikolaj Fedorovitsch Matygin; Geb Tykva Vera Ivanov Micheeva; Aleksandr Alekseevits Rogatkin; Ivan Ivanovitsch Schevtschenko; Geb Chudas Larisa Aleks Telina; Vladimir Afanasievitsch Tokar; Valentin Semenovitsch Ustinov; Geb Maletskaja Maria Iva Zubik
Original assignee: KRIVOROSCHSKIJ CEMENTNYJ Z KRI; ZAPOROSCHSKIJ TITANO MAGNIEVYJ
Current assignee: KRIVOROSCHSKIJ CEMENTNYJ Z KRI; ZAPOROSCHSKIJ TITANO MAGNIEVYJ
Priority date: 1977-10-05
Filing date: 1978-10-03
Publication date: 1979-04-26
Also published as: FR2405223A1; FR2405223B1; JPS5473822A; CA1117557A; DE2843128C2

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Portlandzementklinker·

Der genannte Portlandzementklinker wird zur Herstellung von hochfesten Zementen weitgehend benutzt, die in allen Baubereichen wie Wohnungsbau, Brückenbau, Industriebau, Wasserbau usw. zur weiten Verwendung kommen·

An den Portlandzementklinker werden harte Forderungen gestellt» (JBr. muß einen bestimmten Komplex an physikalischen und mechanischen Eigenschaften aufweisen. Die Güteverbesserung von Portlandzementklinker richtet sich in vielem nach der Vervollkommnung seiner Herstellungstechnologie, der Intensivierung der Arbeitsprozesse und der Entwicklung von neuen mehr wirksamen und wirtschaftlichen Verfahren zur Herstellung des Portlandzementklinkers·

Bei der Herstellung von Portlandzementklinker sind die Zusammensetzung der Rohstoffe , Verfahren zur Aufbereitung

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der Rohstoffe, die Entkarbonisierung und das Brennen der Rohmischungen besonders von hohem Wert.

Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Portlandzementklinker bekannt, die sich durch Zusammensetzung der Rohmischung, Verfahren zur Dosierung und Homogenisierung, Bindemittel, verwendet bei der Granulierung, gasdynamische und Temperaturverhältnisse, unterschiedliche technologische Methoden zur Durchführung des Verfahrens und eine Reihe der anderen Kenndaten kennzeichnen.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Portlandzementklinker bekannt, bei dem der Herstellungsprozeß des Klinkers durch Veränderung der technologischen Methoden zur Durchführung des Verfahrens intensiviert wird, und zwar führt man das Mahlen und die Homogenisierung in der Entkarbonisierungszone eines Drehofens durch (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 313 801).

In einem anderen Verfahren zur Herstellung von Portlandzementklinker (s. UdSSR-Urheberschein Nr. 382 590) führt man zusätzliche Arbeitsgänge zwecks Intensivierung der Klinkerbildung zur Beschleunigung der Entkarbonisierung, indem man zum Beispiel den Brennstoff in der Schicht des Materials in der Entkarbonisierungszone zusätzlich verbrennt und das entkarbonisierte Gemisch auf eine Temperatur von 1400 bis 1500⁰C stark erhitzt.

Bei der Durchführung dieser Verfahren findet jedoch ein geringer Entkarbonisierungsgrad und ein Hochtemperaturbrennbetrieb statt.

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Es ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Portlandzementklinker bekannt, bei dem man die kalk-, ton- und eisenhaltige Komponente mahlt und eine Mischung erhält, die homogenisiert und granuliert wird, bis 8 bis 12 mm große Granalien von 12 bis 15 % Feuchtigkeit hergestellt werden. Dann wird das Material auf einem Kalzinatorrost bei einer zwischen 800 und 1000⁰C liegenden Temperatur entkarbonisiert, und anschließend in den Brennofen zugeführt. Das Brennen erfolgt bei einer Temperatur von 1450 bis 1500⁰C (siehe Chodorow E.I. "Öfen der Zementindustrie¹¹, Verlag Literatur für Bauwesen, Leningrad, 1968, S. 39-50j in Russisch).

Dieses Verfahren zeichnet sich durch eine hohe wärmetechnische Wirkung aus. Bei der Durchführung dieses Verfahrens besitzt der hergestellte Klinker jedoch eine ungenügend hohe Festigkeit, weil das Verfahren die Herstellung der Granalien von hoher Festigkeit nicht sichert und der hohe Entkarbonisierungsgrad nicht erreicht wird. Das Verfahren erfordert außerdem eine erhöhte Brenntemperatur und einen großen spezifischen Brennstoffverbrauch.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, die genannten Nachteile zu vermeiden.

Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, solch ein Verfahren zur Herstellung von Portlandzementklinker zu entwickeln, das den Klinker mit einem erhöhten Entkarbonisierungsgrad und von genügend hoher Festigkeit bei niedrigerer Brenntemperatur herzustellen gestattet.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Portlandzement· klinker durch Mahlen der kalk-, ton*- und eisenhaltigen. Komponente unter Herstellung einer Mischung, die homogenisiert, granuliert, bei einer Temperatur von 800 bis 100O⁰O entkarbonisiert und gebrannt wird, erfindungsgemäß zur Stufe des Mahlens oder der Homogenisierung Staubsublimate, Abfallprodukte bei der Herstellung von Titan,in einer Menge von 0,5 bis 6,0%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, zuführt und das Brennen bei einer zwischen. 1200 und 155O⁰G liegenden Temperatur durchführt, wobei im Falle, wenn Staubsublimate zur Homogenisierungsstufe kommen, zur Granulierungsstuf e auch eine wäßrige Suspension von Kuchen, Abfallstoffen bei der Herstellung von Titan und Magnesium,bei einem Wasser-Kucheni-Volumenverhältnis von 3 bis 6:1 in einer Menge von 10 bis 14%, bezogen auf das Gewicht der Gesamt— rohmischung, zugeführt wird·

Staubsublimate stellen ein feindisperses Gemisch von Chloriden (10 bis 100 Mm. Teilchengröße) folgender chemischer Zusammensetzung in Gewichtsprozent (umgerechnet auf Oxide, und Elemente) dar:

TiO₂ 2,0 bis 10,0

FeO 3,0 bis 20,0

Mn 2,0 bis 5,0

SiO₂ 4,0 bis 15,0

Al₂O 2,0 bis 12,0

GaO 1,0 bis 3,0

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MgO 0,7 bis 4,0

Ge₂O, 1,7 bis 4,0

Y₂O₅ 0,0$ bis 4,0

Cl 11,0 bis 35,0

C 10,0 bis 25,0

Zu diesem Gemisch gehört auch eine kleine Menge von Seltenerdmetallen·

Durch das Vorliegen von feindispersem Kohlenstoff (des Erdölkokses) in den festen Chloriden wird eine gute Wärmeleitfähigkeit des Gemisches gesichert, weil der Kohlenstoff, indem er verbrennt, die Masse im vollen Umfang durcherhitzt· Das Torliegen von Calcium-, Bisenchloriden usw· CSublimationstemperatur über 300 C) ermöglicht die Eatkarbonlsierung in fester Phase schon bei einer Temperatur von *>QO bis $00 c«

Die Zufuhr von Staubsublimaten in einer Menge von unterhalb Q_t5%t bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, zur Mahlstufe sichert die Erhöhung des Entkarbonisierungsgrades nicht und setzt die Brenntemperatur nicht, während die Zugabe von Staubsublimaten in einer Menge von über 6,0% wirtschaftlich unzweckmäßig ist·

Bei der Zufuhr von Staubsublimaten zur Homogenisierungsstufe kommt es dazu, daß einige Komponenten der Staubsublimate mit den in der Eohmischung vorhandenen Karbonaten in Wechselwirkung treten. Dies wirkt sich günstig auf den Eatkarbonisierungsgrad aus.

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Die zur Granulierun^sstufe zugeführte wäßrige Suspension;, des Kuchens stellt eine pastenförmige Masse von 60 bis 80% Feuchtigkeit dar· Die Kuchen, die Abfallstoffe der Herstellung von Titan und Magnesium, weisen folgende chemische Zusammensetzung in Gewichtsprozent, umgerechnet auf die Trockensubstanz, auf:

C 2,0 bis 6,0 CaCO 20,0 bis 50,0

TiO₂ 10,0 bis 13,0 MnO 0,18 bis 30,0 FeO 2,0 bis 10,0 MgO 5,1 bis 9,0 ₅ 7,0 bis 10,0 Y₂O₅ 0,12 bis 0,40 7,0 bis 30,0 Cr₂O 0,30 bis 0,80

CaO 15,0 bis 30,0 S 0,3 bis 1,5 CaCl₂ 5,0 bis 13,0 Cl 3,0 bis 10,0 Wasser bis zur Auffüllung auf 100.

Da die Kuchen Si, Ca und Al enthalten, dienen sie als gutes Bindemittel· Die einführung von Kuchen als wäßrige Suspension in einer Menge von 10 bis 14%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, sichert eine hohe Festigkeit von Granalien, was seinerseits die Beständigkeit der gas dynamischen und Tempera turverhältnisse beim Brennen der Granalien begünstigt·

Das gewählte Kuchen-Wasser-Volumenverhältnis bzw· die gewählte Menge der zugeführten wäßrigen Suspension ist optimal, weil dabei die erforderlichen Festigkeitseigenschaften der Granalien gewährleistet werden und das Zusammenkleben der Masse auf der Granulierungsstufe nicht erfolgt»

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— Q —

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Portlandzementklinker weist gegenüber den bekannten Verfahren eine Eeihe von Vorteilen auf» Bei der Durchführung des erfindungs— gemäßen Verfahrens erreicht beispielsweise der Entkarbonisierungsgrad der aohmischung 35 bis 50%, was um 50% gegenüber den bekannten Verfahren höher ist· Dementsprechend sinkt die Brenntemperatur um 120 bis 150⁰G ab. Dadurch setzt sich der Verbrauch an Brennstoff um 17 bis y±% herab und die Ofenleistung steigt um 11 bis 13% an· Die Zufuhr der wäßrigen Suspension der Kuchen zur Granulierungsstuf e ermöglicht außerdem, den Klinker von erhöhter Festigkeit auf Kosten der Steigerung der Porosität und Festigkeit von Granalien um 2 bis 10% herzustellen·

Das Verfahren ist in technologischer Darstellung einfach und wird wie folgt durchgeführt·

In eine Kugelmühle bringt man die zerkleinerte und getrocknete Kalkkomponente, die Ton- und eisenhaltige Komponente sowie die Staubsublimate, ibfallstoffe der Titanherstellung, ein· UTach der Zerkleinerung wird die erhaltene Rohmischung in Korrektursilos zur Homogenisierung und dann in einen Granulier steller aufgegeben, in welchen das Wasser über Düsen geleitet wird· Im Ergebnis erhält man 8 bis 12 mm große Granalien, Dann werden die erhaltenen Granalien auf einen Kalzinatorrost gegeben, wo sie nach dem Trocknen bei einer Temperatur von 700 bis 1CX)O 0 der Ent karbonisierung um 55 bis 48% unterworfen wer den· Dann kommen die Granalien in einen Lepolofen mit Wander-

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rosten zum Brennen bei einer zwischen 1200 und 1j55O°C liegen» den Temperatur·

Gemäß der anderen Ausführungsform werden die Staubsublimate, Abfallstoffe der Titanherstellung,in die Korrektursilos zugeführt, und man leitet zur Granulierungsstufe statt Wasser die wäßrige Suspension von Kuchen, Abfallstoffen der Herstellung von Titan und Magnesium·

Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden folgende konkrete Beispiele angeführt»
Beispiel 1

Man zerkleinert den Kalkstein zuerst in einem Backenbrecher, dann in einer Hammermühle, xpnach er bis zur Erzielung von 3% Feuchtigkeit getrocknet wird· Der Ton wird ebenfalls bis 5?S Feuchtigkeit getrociaxet· Man bringt danach Kalkstein, Ton, Epzstaub und Staubsublimate in einer Menge von 0,5%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, in eine Kugelmühle ein. Die zerkleinerte Rohmischung wird ferner in die Korrektursilos zur Homogenisierung aufgegeben, bis die fiohmischung von einheitlicher chemischer Zusammensetzung hergestellt wird· Die einheitliche Mischung gelangt in einen Granulierteller, in welchen das Wasser auch über Düsen geleitet wird» Im Ergebnis erhält man 8 bis 12 mm große Granalien» Die Granalien werden dann auf einen Kalzinatorrost zugeführt, wo sie bei einer Temperatur von 1000 C thermisch behandelt werden, wobei der Entkarbonisierungsgrad 35% beträgt· Nach der Ent karbonisierung gibt man die Granalien in einen Lepolof en mit ¥anderrosten

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zum Brennen auf. Das Brennen erfolgt bei einer Temperatur von 135O⁰C.

Der hergestellte Klinker weist eine Festigkeit von 480 kp/cm auf.

Beispiel 2

Man erhält den Portlandzementklinker nach der Methodik gemäß dem Beispiel 1, nur daß Staubsublimate in einer Menge von 4 %, bezogen auf das Gexvicht der Gesamtrohmischung, zugeführt werden. Die Temperatur der Entkarbonisierung der Granalien beträgt 900⁰C und der Entkarbonis ie rungs grad 40 Jo. Das Brennen wird bei einer Temperatur von 1300⁰C durchgeführt.

Der hergestellte Portlandzementklinker weist eine Festigkeit von 495 kp/cm auf.

Beispiel 3

Man erhält den Portlandzementklinker nach der Methodik gemäß dem Beispiel 1, nur daß man statt Erzstaub Pyritabbrände verwendet und die Staubsublmimate in einer Menge von 6 %, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung zuführt. Die Temperatur der Entkarbonisierung der Granalien beträgt 800⁰C und der Entkarbonisierungsgrad 50 %. Das Brennen wird bei einer Temperatur von 1200⁰C durchgeführt. Der hergestellte Klinker weist eine Festigkeit von 490 kp/cm auf.

Beispiel 4

Der Kalkstein wird vorher in einem Backenbrecher, dann in einer Hammermühle zerkleiner und dann bis zur Erzielung

einer

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!Feuchtigkeit von 3% getrocknet. Der Ton wird ebenfalls bis zur Feuchtigkeit von 5% getrocknet» Man bringt danach Kalkstein» Ton und Erzstaub in eine Kugelmühle ein, dann gibt man die zerkleinerte Mischung und die Staubsublimate in einer Menge von Q,5#» bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischüng, in Korrektursilos zur Homogenisierung auf, bis die Rohmischung von einheitlicher chemischer Zusammensetzung erhalten wird. Die einheitliche Mischung gelangt in einen Granulierteller_r in welchen man über Düsen eine wäßrige Suspension von Kuchen bei einem Wasser-Kuchen-Volumenverhältnis von 3*1 in einer Menge von 10%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, leitet» Man erhält im Ergebnis 8 bis 12 mm große Granalien. Die Granalien kommen ferner auf einen Kalzinatorrost, wo sie bei einer Temperatur von 1000⁰O thermisch behandelt werden«. Der Entkarbonisierungsgrad beträgt dabei 35%· Nach der Entkarbonisierung führt man die Granalien in einen Lepolofen mit Wanderrosten zum Brennen zu· Das Brennen wird bei einer

ο
Temperatur von 1350 C durchgeführt.

Der hergestellte Klinker weist eine Festigkeit von

2
/cm auf

Beispiel

2
480 kp/cm auf.

Man erhält den Portlandzementklinker nach der Methodik gemäß dem Beispiel 4, nur daß Staubsublimate in einer Menge von 3%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, zugeführt werden. Die Temperatur der Eatkarbonisierung von Granalien beträgt 900⁰C, die wäßrige Suspension von Kuchen gibt

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man in einem Wassar-Kuchen-Yolumenverhältnis von 5*1 i*i einer Menge von 11%, bezogen auf das Gewicht der Geaamtrohmischung, auf, der Entkarbonisierungsgrad betragt 42%, und die Brenntemperatur 1300⁰C.

Der hergestellte Klinker weist eine Festigkeit von

495 kp/cm _#

Beispiel, 6

Man erhält den Portlandzementklinker nach der Methodik gemäß dem Beispiel 4, nur daß Staubsublimate in einer Menge von 6%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, zugeführt werden» Die Temperatur der Entkarbonisierung von Granalien beträgt 800 0· Man gibt die wäßrige Suspension von Kuchen in einem Wasser-Kuchen-Volumenverhältnis von 6:1 in einer Menge von 14%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, auf» Der Entkarbonisierungsgrad beträgt 50% und die Brenntemperatur 1200°C.

Der hergestellte Klinker weist eine Festigkeit von 540 kp/cm².

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Claims

PATENTANWÄLTE SCHIFF V.FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O OO/O1OO POSTADRESSE: POSTFACH 95 01 6O. D-800O MÜNCHEN 95 ^ O 4 0 1 ZO ■ KARL LUDWIG SCHIFF

1. Zaporoschskij Titano-MagnievyJ Kombinat ^ ^ρετ^τΓεηΓ" ^v'^FÜNeR

2. Krivoroschskij Cementnyj Zavod Z^^^Zt^ZT^^

DR. INQ. DIETER FINCK

telefon (obq) 48 2oe* telex b-23e6s auro d

auromarcpat München

DEA-18852

3. Oktober 1978

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON PORTLANDZEMENTKLINKER

Patentanspruch

Verfahren zur Herstellung von Portlandzementklinker durch Mahlen einer kalk-, ton- und eisenhaltigen Komponente unter Erhalten einer Mischung, die homogenisiert, granuliert, bei einer Temperatur von 800 bis 100O⁰C entkarbonisiert und gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Mahlstufe oder Homogenisierungsstufe Staubsublimate, Abfallstoffe der Titanherstellung, in einer Menge von 0,5 bis 6,0 %, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, zuführt und bei einer zwischen 1200 und 135O°C liegenden Temperatur brennt, wobei im Falle, wenn Staubsublimate zur Homogenisierungsstufe zugeführt werden, zur Granulierstufe auch eine wässerige Suspension von Kuchen, Abfallstoffen der

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Herstellung von Titan und Magnesium, bei einem Wasser-Kuchen-Volumenverhältnis von 3 bis 6:1 in einer Menge von 10 bis 14 %, bezogen auf das Gewicht der Gesamtrohmischung, zugibt.

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