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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur chargen-
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weisen Zubereitung eines zu Kalksandsteinen od. dgl. -formkörpern
weiterverarbeitbaren Gemisches aus naturfeuchtem Sand, Kalk und Wasser mit vorbestimmten
Gewichtsanteilen der Ausgangsstoffe im verarbeitungsfertigen Endgemisch gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei in der Kalksandsteinindustrie angewendeten Zubereitungsverfahren
dieser Art wird durch Abwiegen aus einem Sandvorrat eine Sand-Teilcharge naturfeuchten
Sandes mit einem einem vorgegebenen Sollgewicht entsprechenden Gewicht gebildet
und getrennt bereitgestellt. Zugleich wird ebenfalls durch Abwiegen eine Kalk-Teilcharge
mit einem Gewicht gebildet und getrennt bereitgestellt, das einem auf das Sollgewicht
der Sand-Teilcharge abgestimmten Sollgewicht entspricht. Diese beiden Teilchargen
werden in einen Mischer gegeben, dem auch noch eine Wasser-Teilcharge zugeführt
wird, deren Gewicht auf der Grundlage des Sollgewichts der Kalk-Teilcharge derart
abgestimmt ist, daß im Endgemisch nach Abschluß einer Reaktion von Kalk und Wasser
(Ca (OH)2 Bildung) eine gewünschte Endfeuchte vorliegt. Diese von chemisch ungebundenem
Uberschußwasser im Endgemisch gebildete Endfeuchte ist für den sich anschließenden
Preßvorgang zu Steinen od. dgl. sowie zur Erzeugung einer ausreichenden Rohlingsstandsfestigkeit
von Bedeutung.
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Bei einem derartigen Verfahren findet die Feuchte des naturfeuchten
Sandes, die stark schwanken kann, keine Berücksichtigung mit der Folge, daß im Endgemisch
erhebliche Schwankungen im Verhältnis der Anteile der Ausgangs stoffe zueinander
eintreten. Entweder ist die Endfeuchte im Endgemisch zu hoch mit der Folge, daß
bei der anschließenden Weiterverarbeitung des Gemisches durch Pressen zu Form--körpern
eine zu geringe Produktfestigkeit erzielt wird, Rißbildungen bei der Behandlung
der Formlinge im Autoklaven auftreten und die Härtung im Autoklaven einen erhöhten
Wärmeverbrauch
bedingt, oder der Kalkanteil ist zu hoch und die Endfeuchte zu niedrig mit der Folge,
daß bei entsprechend erhöhtem Kostenaufwand überflüssiger Kalk die Formlingsqualität
mindert und aufgrund der zu trockenen Einstellung des Gemisches eine Erhöhung des
Verschleißes der mechanischen Teile der Presse sowie des Druckbedarfes der Presse
auftritt und die Rohlingsstandfestigkeit eine Minderung er fährt Zur Herabsetzung
der nachteiligen Folgen eines von einem gewünschten Sollwert der Endfeuchte abweichenden
Endfeuchteistwertes im Gemisch ist es bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art bekannt, den Sollwert für die Wasser-Teilcharge so niedrig zu bemessen, daß
der Feuchteistwert im hydratisierten Gemisch den Sollwert für dieses Gemisch unterschreitet,
nach Abschluß der Hydratisierung des Kalkes von dem hydratisierten Gemisch Portionen
jeweils vorbestimmten Gewichts abzuteilen und nachfolgend jede Gemischportion mit
einer zusätzlichen Wasserportion zu vermischen, um einer gewünschten Endfeuchte
im so gebildeten Endgemisch möglichst nahe zukommen. Die Abmessung der zusätzlichen
Wasserportionen erfolgt dabei nach Erfahrungswerten in Ansehung des Zustandes der
Gemischportionen und beläßt noch immer eine verhältnismäßig hohe Fehlerquote.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 derart zu verbessern, daß die Fehlerquote der Endfeuchte im
Endgemisch, wie es weiterverarbeitenden Pressen zugeführt wird, wesentlich herabgesetzt
ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung gekennzeichnet
durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
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Das erfindungsAgemäße Verfahren mindert die Fehlerquote der Endfeuchte
im Endgemisch auf einen Bruchteil bisher er-
reichbarer Fehlerquoten.
Bei einem Gehalt an CaO im Endgemisch von etwa 8% kann z.B. eine Istwert/Sollwert-Differenz
von 0,1% der Endfeuchte im Endgemisch erreicht werden, wohingegen bei dem bekannten
Verfahren die Differenz bei etwa 2% liegt. Aufgrund der erfindungsgemäß sehr genauen
Einstellung der Endfeuchte im Endgemisch entfallen auch die aus Endfeuchteabweichungen
resultierenden Nachteile bei der Weiterverarbeitung.
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Zur Vermeidung von unerwünschten Anteilsschwankungen im weiterverarbeitbaren
Endgemisch ist bereits ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2
vorgeschlagen worden (P 31 23 354.6).
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Auch wenn bei diesem Verfahren grundsätzlich die 9probleme behoben
sind, die sich aus Anteilsabweichungen in dem nach der Hydratisierung vorliegenden
Gemisch ergeben, so werden doch durch dieses Verfahren Endfeuchteschwankungen, die
auf Verdunstung auf langen Transportwegen zu und von den Hydratisierungsreaktoren,
bei diskontinuierlichem Betrieb der Reaktoren etc. zurückgehen, nicht ausgeschlossen.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, auch bei einem solchen
Verfahren die Fehlerquote der Endfeuchte in dem unmittelbar zur Weiterverarbeitung
anstehenden Endgemisch auf einen Bruchteil herabzusetzen. Diese Aufgabe wird ausgehend
von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 2 angegebenen Merkmale.gelöst.
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Ein derartiges Verfahren schafft ein Endgemisch mit einem exakt vorgegebenen
Verhältnis der Sand- und der Kalk-Anteile sowie ein Höchstmaß an Endfeuchtegenauigkeit.
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Das Verfahren gemäß dem Patentanspruch 1 wird wie folgt durchgeführt:
Aus
einem Sandvorrat wird natur feuchter Sand geeigneter Körnung bzw. Sieblinie und
geeigneter chemischer Zusammensetzung in einen Wiegebehälter einer Sandwaage abgefüllt,
bis in diesem das der Sandwaage vorgegebene Sollgewicht erreicht ist. Ferner wird
aus einem Kalkvorrat eine Kalk-Teilcharge in einen Wiegebehälter einer Kalkwaage
abgefüllt, bis in diesem das der Kalkwaage vorgegebene, auf das Sollgewicht der
Sand-Teilcharge abgestimmte Kalksollgewicht erreicht ist. Sand und Kalk beider abgewogenen
Teilchargen werden dann in einen Mischer gegeben, dem eine Wasser-Teilcharge zugesetzt
wird, deren Größe rechnerisch auf der Grundlage der Sand- und der Kalk-Sollgewichte
in Ansehung einer gewünschten Feuchte in dem nach Abschluß der Hydratisierung vorliegenden
Gemisch ermittelt wird. Die Wasser-Teilcharge wird dabei so bemessen, daß die Feuchte
im hydratisierten Gemisch den Sollwert einer für die.Weiterverarbeitung gewünschten
Endfeuchte unterschreitet.
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Im Anschluß daran wird diese Mischung hydratisiert und damit ein Vorgemisch
gebildet, Von dem nun Portionen jeweils vorbestimmten Gewichts abgeteilt werden.
Nunmehr wird der Gesamtwassergehalt dieser Vorgemischportionen durch eine Nuklearmessung
ermittelt, und von diesem ermittelten Gesamtwassergehalt wird der Kristallwassergehalt,
der sich aus dem Gewicht der Vorgemischportion und deren aus der Zubereitung des
Vorgemisches bekannten Gehalt an Kalk ergibt, subtrahiert und dadurch der Feuchteistwert
der Vorgemischportion festgestellt. Hierfür kann ein bekanntes nuklearen Feuchtemeßgerät
Verwendung finden und von dem Gesamtwassergehalt, den dieses ermittelt, kann der
Feuchteistwert der Vorgemischportion unmittelbar durch einen Subtraktionsvorgang
des festliegenden Kristallwassergehaltes abgeleitet werden. In Abhängigkeit von
der Differenz zwischen dem ermittelten Feuchteistwert der Vorgemischportion und
dem gewünschten Sollwert für eine Endfeuchte des Endgemisches wird nun die Menge
der zusätzlichen Wasserportion bemessen, die dann jeder Vorgemischportion zugesetzt
und mit dieser vermischt wird.und auf diese Weise das gewünschte Endgemisch bildet.
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Das Verfahren gemäß Patentanspruch 2 läuft wie folgt ab: Aus einem
Sandvorrat wird wiederum naturfeuchter Sand geeigneter Körnung bzw. Sieblinie und
geeigneter chemischer Zusammensetzung in einen Wiegebehälter einer Sandwaage abgefüllt,
bis in diesem das der Sandwaage vorgegebene Sollgewicht erreicht ist. Dabei wird
unter Verwendung eines nuklearen FeuchtemeBgerätes während des Einfüllvorganges
des Sandes in den Wiegebehälter der Sandwaage kontinuierlich die Sandfeuchte gemessen
, wobei sich am Ausgang des Gerätes ein dem Meßwert entsprechender analoger Ausgangswert
kontinuierlich bildet. In einem sich an den Abschluß des Wiegevorganges für den
Sand anschließenden Zeitraum von z.B. 30 Sekunden wird nun in einer Vielzahl von
kurzzeitig aufeinanderfolgenden einzelnen Vorgängen der Ausgangswert des nuklearen
Feuchtemeßgerätes abgefragt und von der Vielzahl der abgefragten Einzelwerte der
oder die höchsten und niedrigsten Werte ausgeschieden. Von den verbleibenden Einzelwerten
wird ein Durchschnittswert gebildet und als Feuchtemeßwert für die Sandfeuchte der
Ermittlung des Istgewichtes des trockenen Sandes in der abgewogenen Sand-Teilcharge
zugrundegelegt.
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Ferner wird aus einem Kalkvorrat Kalk in den Wiegebehälter einer
Kalkwaage eingefüllt, bis in diesem das an der Kalk, waage vorgegebene Sollgewicht
erreicht ist. Dieses Sollgewicht entspricht einem Grundgewicht, -das auf den Sollwert
der feuchten Sand-Teilchargegrob abgestimmt ist. Aus dem Ergebnis der Feuchtemessung
der bereitgestellten Sand-Teilcharge wird nun das Istgewicht des Gehaltes an trockenem
Sand ermittelt und in Abhängigkeit von diesem Istgewicht die Sollwertvorgabe für
das Grundgewicht der Kalk-Teilcharge vergrößert und das Gewicht der Kalk-Teilcharge
durch Nachwiegen vergrößert.
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Parallel dazu wird aufgrund des ermittelten Feuchtewertes
der
Sand-Teilcharge ein Sollgewicht für eine gegebenenfalls zuzusetzende Wasser-Teilcharge
ermittelt, und zwar unter Berücksichtigung der Sandfeuchte und eines für das Gemisch
nach Abschluß der Hydratisierung des Kalkes vorgegebenen Feuchtewertes, der so bemessen
ist, daß er den für das verarbeitungsfertige Endgemisch gewünschten Endfeuchtewert
unterschreitet. Ergibt sich, wie in der Mehrzahl der Fälle zu erwarten ist, ein
positives Sollgewicht für die zuzusetzende Wasser-Teilcharge, d.h. das effektiv
Wasser zuzusetzen ist, so werden nun alle bereitstehenden Teilchargen an Sand, Kalk
und Wasser in einen Mischbehälter überführt und in diesem sorgfältig durchmischt.
Danach geht das Gemisch in einen Reaktorbehälter über, in dem Kalk und Wasser chemisch
reagieren und der Kalk hydratisiert wird.
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Ergibt sich das Sollgewicht für die zuzusetzende Wasser-Teilcharge
als negativer Wert (wenn nämlich der naturfeuchte Sand mehr Wasser enthält, als
für den Wasseranteil im Gemisch nach dessen Hydratisierung gewünscht wird, so wird
entweder das bereits nachkorrigierte Grundgewicht der Kalk-Teilcharge durch einen
weiteren Nachwiegevorgang auf ein Endgewicht erhöht, bei dem das Vorliegen der gewünschten
Feuchte in der hydratisierten Mischung sichergestellt ist, oder es wird durch einen
Nachwiegevorgang der Sand-Teilcharge aus naturfeuchtem Sand eine Menge an Sand niedriger
Feuchtigkeit aus einem gesonderten Sandvorrat zugeführt, wodurch die Feuchte der
so gebildeten Sand-Teilcharge relativ zumerhöhten Istgewicht an trockenem Sand herabgesetzt
wird. Anstelle eines nachträglichen Zuführens von Sand niedriger Feuchte kann auch
bereits während des Wiegevorganges zur Bildung der Sand-Teilcharge dem naturfeuchten
Sand ein Sand geringerer Feuchte beigemischt werden, wenn die Feuchte des natur
feuchten Sandes bereits zu Beginn des Abwiegevorganges in einer Vorlaufmessung als
voraussichtlich zu hoch festgestellt werden sollte, um einen positiven Wert für
das Sollgewicht einer zuzugebenden Wasser-Teilcharge zu ergeben.
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Wird auf diese Weise das Istgewicht an trockenem Sand erhöht, so wird
auch die Sollwertvorgabe für das Endgewicht der Kalk-Teilcharge korrigiert und durch
einen nochmagen Nachwiegevorgang ein entsprechendes Endgewicht herbeigeführt.
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Auch in solchen Fällen werden aLle bereitgestellten Teilchargen der
Ausgangs stoffe anschließend zusammengeführt und in einem Mischbehälter zu einer
ein Vorgemisch bildenden Gesamtcharge durchmischt, die alsdann nachfolgend einem
Reaktor zur Hydratisierung zugeführt wird.
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Nach Abschluß der Hydratisierung des im Vorgemisch enthaltenen Kalkes
werden von diesem Vorgemisch Portionen jeweils vorbestimmten Gewichtes abgeteilt,
und es wird nun der Gesamtwassergehalt jeder Vorgemischportionrz durch eine Nuklearmessung
ermittelt. Durch Subtraktion des sich aus dem Gewicht der Vorgemischportion und
deren aus der Zubereitung des Vorgemisches bekannten Gehalt an Kalk ergebenden Kristallwassergehaltes
vom Gesamtwassergehalt wird nun der Feuchteistwert der Vorgemischportionen festgestellt
und nachfolgend jede Vorgemischportion mit einer zusätzlichen Wasserportion vermischt,
deren Menge in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Feuchteistwert der Vorgemischportion
und dem Sollwert für eine Endfeuchte des Endgemisches bemessen wurde.
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Dementsprechend wird ein unmittelbar weiterverarbeitbares Endgemisch
erhalten, das nun hinsichtlich der in diesem Endgemisch enthaltenen Anteile an Sand,
Kalk und Wasser.
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exakt jenen Verhältnissen entspricht,wie sie für eine Weiterverarbeitung
optimal sind.
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Zur Erzielung eines vollautomatischen Ablaufes der Zubereitungsverfahren
können zweckmäßig Prozeßrechner Anwendung finden, welche die Wertermittlungen übernehmen
und die
Sollwertvorgaben einschließlich deren Korrekturen an die
Bestandteile der Mischanlage, d.h. die Wiegevorrichtungen bzw. die Wasserdosiervorrichtung,
geben.