DE1028487B

DE1028487B - Process for making granules

Info

Publication number: DE1028487B
Application number: DEP11232A
Authority: DE
Original assignee: Portland Zementwerke Heidelberg AG
Current assignee: Heidelberg Materials AG
Priority date: 1954-01-29
Filing date: 1954-01-29
Publication date: 1958-04-17

Description

Verfahren zum Herstellen von Granalien Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Brennen von Zement und Kalk im Schachtofen, das es ermöglicht, den Vorgang im Ofen so zu beeinflussen, daß bei geringerem Kohlenverbrauch ein besserer Klinker als mit den bisher bekannten Verfahren erzeugt wird. Außerdem kann bei dem neuen Verfahren ohne Nachteil für das Erzeugnis eine billigere, aschenreiche Kohle Verwendung finden.Method of Making Granules The invention relates to to a method for burning cement and lime in the shaft kiln, which makes it possible To influence the process in the furnace so that a better one with less coal consumption Clinker than is produced with the previously known methods. In addition, the new process without detriment to the product a cheaper, ash-rich coal Find use.

Bei Schachtöfen und Gasgeneratoren besteht - im Gegensatz zu Rostfeuerungen und solchen Feuerungen, bei denen Kohle und Luft im Gleichstrom geführt werden - der Nachteil, daß eine bessere Ausnutzung des Brennstoffes nicht durch stärkeres Einblasen von Luft erreicht werden kann. Während bei den nach dem Gleichstromprinzip arbeitenden Anlagen in einer Änderung des Brennstoff-Luft-Verhältnisses durch stärkere oder schwächere Luftzufuhr eine einfache Möglichkeit gegeben ist, nach Wunsch eine oxydierende oder reduzierende Atmosphäre zu erzeugen, liegen die Verhältnisse bei den nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Anlagen, auf die sich das Verfahren nach der Erfindung bezieht, grundsätzlich anders.In shaft furnaces and gas generators there is - in contrast to grate furnaces and such furnaces in which coal and air are conducted in direct current - the disadvantage that better utilization of the fuel cannot be achieved by using stronger Injection of air can be achieved. While with the DC principle working systems in a change of the fuel-air ratio by stronger or a weaker air supply is a simple option, if desired one To generate an oxidizing or reducing atmosphere, the proportions are included the systems that work according to the countercurrent principle and on which the process is based the invention relates, fundamentally different.

So durchwandert bei Schachtöfen das brennstoffhaltige, unter Wasserzusatz granulierte Rohmehlgemisch von oben nach unten den Ofen, und die Luft wird im Gegenstrom dazu von unten nach oben geblasen. Oberhalb der Brennzone ist stets Kohleüberschuß vorhanden, also eine reduzierende Atmosphäre. Unterhalb der Brennzone herrscht eine oxydierende Atmosphäre. Durch stärkeres Blasen gelingt es keinesfalls, sauerstoffhaltige Abgase zu erzielen, wie man das von allen anderen Ofenanlagen gewohnt ist. Stärkeres Blasen erzeugt vielmehr lediglich einen schnelleren Feuerfortschritt, denn im Gegensatz zu den Gleichstromfeuerungen, bei denen die Verbrennungsgase heiß entweichen, wird die Wärme der Verbrennungsgase fast voll wiedergewonnen und damit die frische Kohle vorgewärmt. In dieser Vorwärmzone entsteht aber CO, und man hat sich bisher damit abfinden müssen, kohleoxydreiche Abgase, also eine sehr unvollkommene Verbrennung in Kauf zu nehmen.In shaft furnaces, for example, the fuel-containing raw meal mixture, granulated with the addition of water, passes through the furnace from top to bottom, and the air is blown in countercurrent from bottom to top. Above the combustion zone there is always an excess of coal, i.e. a reducing atmosphere. There is an oxidizing atmosphere below the burn zone. With stronger blowing it is by no means possible to achieve oxygen-containing exhaust gases, as one is used to from all other furnace systems. Rather, stronger blowing merely creates faster progress of the fire, because in contrast to direct current firing, in which the combustion gases escape hot, the heat of the combustion gases is almost fully recovered and the fresh coal is thus preheated. In this preheating zone, however, CO is produced, and so far one has had to put up with the fact that carbon-oxide-rich exhaust gases, i.e. very imperfect combustion, have to be accepted.

Für den Reaktionsablauf im Schachtofen sind zwei verwandte Reaktionen maßgebend: 1. die Boudouardsche Gleichung C02+C=2 CO, 2. die Hauenschildsche Gleichung CaC03+C=2 CO+Ca0.There are two related reactions for the reaction sequence in the shaft furnace decisive: 1. the Boudouard equation C02 + C = 2 CO, 2. the Hauenschild equation CaCO 3 + C = 2 CO + Ca0.

Wenn eine Granalie aus Rohmehl und Kohle in die Vorwärmzone gelangt, wird sie von den heißen Verbrennungsgasen erhitzt. Die an ihrer Oberfläche sitzende Kohle reagiert genau wie im Gasgenerator nach der Boudouardschen Gleichung. Es bildet sich CO, denn Sauerstoffüberschuß ist in dieser Zone nicht mehr vorhanden, da auch eine stärkere Luftzufuhr lediglich eine beschleunigte Wanderung der Brennzone nach oben, aber keinen Sauerstoffüberschuß in den Verbrennungsgasen zur Folge haben könnte.When a granule of raw meal and coal enters the preheating zone, it is heated by the hot combustion gases. The coal sitting on its surface reacts exactly as in the gas generator according to Boudouard's equation. CO is formed, because there is no longer any excess oxygen in this zone, since a stronger air supply could only result in an accelerated upward migration of the combustion zone, but not result in an excess of oxygen in the combustion gases.

Wenn die Granalie nun weiter von der Vorwärmzone in die tiefer gelegene Brennzone gelangt, ändern sich die Verhältnisse. Aus der Granalienoberfläche ist die Kohle herausgebrannt. Auch das Ca C 03 der Granalienoberfläche ist bereits entsäuert, und die Oberflächentemperatur kann nach der Entsäuerung rasch ansteigen. Im Inneren der Granalie steigt inzwischen die Temperatur so weit, daß dort die Hauenschildsche Reaktion zum Ablauf kommt. Das entstehende C O strömt an die heiße Granalienoberfläche und verbrennt dort mit dem in dieser Zone noch vorhandenen 02 zu C021 das dann in der Vorwärmzone, wie oben beschrieben, teilweise wieder zu C O reduziert wird.If the granule continues from the preheating zone to the lower one When the combustion zone arrives, the conditions change. From the granule surface is the coal burned out. The Ca C 03 on the surface of the granules is also already deacidified, and the surface temperature can rise rapidly after deacidification. Internally The temperature of the granules has meanwhile risen so far that the Hauenschildsche is there Reaction comes to an end. The resulting C O flows to the hot granule surface and burns there with the 02 still present in this zone to C021 which is then in the preheating zone, as described above, is partially reduced again to CO.

Die Hauenschildsche Reaktion in der Brennzone kann quantitativ verlaufen, sofern die Kohle fein gemahlen ist. Man hat früher verschiedentlich mit gemahlener Kohle gebrannt, das Verfahren jedoch als unwirtschaftlich wieder verlassen. In Fachkreisen gilt die Verwendung von gemahlener Kohle, der C O-Verluste wegen, als unwirtschaftlich. So wird beispielsweise von Koch -A n s e 1 n ein sehr starker Rückgang des CO-Verlustes durch Weglassen der Feinanteile unter 4mm berichtet (Anseln: Der Schachtofen 1952), und S c h n i t t k e r berichtet im Schachtofen-Ausschuß des VDZ am 18. 6. 1953, daß sich die Zumahlung von Kohle nicht bewährt habe und wieder verlassen worden ist.The Hauenschild reaction in the combustion zone can proceed quantitatively, provided the coal is finely ground. In the past, one used to have various grinded Burned coal, but left the process as uneconomical. In professional circles the use of ground coal, because of the CO losses, is considered uneconomical. For example, from Koch -A n s e 1 n there is a very strong decrease in CO loss reported by omitting the fines below 4mm (Anseln: Der Schachtofen 1952), and S c h n i t t k e r reported to the shaft furnace committee of the VDZ on June 18, 1953, that the co-grinding of coal has not proven itself and has been abandoned again is.

Nach der Erfindung wird nun die Bildung von C O gemäß der Boudouardschen Reaktion an der Granalienoberfläche dadurch verhindert und zugleich die Verwendung feingemahlener Kohle mit deren verschiedenen, weiter unten angeführten Vorteilen und ohne CO-Verluste ermöglicht, daß zum Brennen Granalien einheitlicher Korngröße aus Rohmehl und Kohle hergestellt und mit einer brennstofffreien Schale einheitlicher Dicke, beispielsweise aus Rohmehl, überzogen werden, wobei im Kern das Molverhältnis Kokskohlenstoff zu Rohmehlkohlensäure kleiner als Eins ist und die Dicke der Schale in Abhängigkeit von der Lage der Feuerzone im Ofen jeweils so bemessen wird, daß die Kohle erst in der Verbrennungszone auf Reaktionstemperatur kommt. Das Auftragen der Schale muß dabei in einer Weise erfolgen, die eine genaue Überwachung und Regelung aller Faktoren, auch der benötigten zusätzlichen Wassermenge, gestattet. Ein einfaches Nachpudern, wie es gelegentlich angewendet wird, genügt meist nicht, da die Schale die Aufgabe hat, zu verhindern, daß die Kohle des Kernes schon in der Vorwärmzone mit den heißen Verbrennungsgasen zur Reaktion kommt. Die Schale muß zu diesem Zweck eine bestimmte, von den Betriebsbedingungen abhängige Dicke haben, wie im folgenden näher dargelegt ist. Unter dieser Schutzschale ist dann nach einem weiteren Erfindungsgedanken die Verwendung feingemahlener Kohle ohne Gefahr eines C O-Verlustes möglich.According to the invention, the formation of C O according to Boudouard's This prevents reaction on the granule surface and at the same time prevents use finely ground coal with its various advantages listed below and without CO loss allows for firing granules to be more uniform Grain size made from raw meal and coal and with a fuel-free shell uniform thickness, for example from raw meal, are coated, with the core the molar ratio of coking carbon to raw meal carbonic acid is less than one and the thickness of the shell depending on the location of the fire zone in the furnace, respectively is dimensioned so that the coal only reaches the reaction temperature in the combustion zone comes. The application of the shell must be done in a way that is accurate Monitoring and regulation of all factors, including the additional amount of water required, allowed. A simple re-powdering, as it is used occasionally, is sufficient usually not, since the shell has the task of preventing the coal from getting into the core already reacts with the hot combustion gases in the preheating zone. the For this purpose, the shell must have a specific, depending on the operating conditions Have thickness, as will be explained in more detail below. Under this protective shell is then, according to another idea of the invention, the use of finely ground coal possible without the risk of CO loss.

Infolge der Schutzschale nach der Erfindung erhitzen die heißen Verbrennungsgase zunächst nicht die Kohle, sondern geben ihren Wärmeinhalt an diese Schale ab, und die Kohle wird, ohne in der Vorwärmzone mit heißen Verbrennungsgasen in Berührung zu kommen, durch diese hindurch in die oxydierende Brennzone geschleust, wo sie dann zur Reaktion kommt. Das Gegenstromprinzip ist gewissermaßen aufgehoben und ein Zustand herbeigeführt, als ob die Kohle erst weiter unten in den Ofen eingebracht worden wäre, und zwar um so weiter unten, je dicker die brennstofffreie Granalienschale war. Es entsteht ein ähnlicher Zustand wie bei einer Rostfeuerung. Stärkeres Blasen wird nun auch nicht mehr ohne weiteres einen schnelleren Feuerfortschritt bewirken; der Feuerfortschritt wird vielmehr weitgehend durch die Schalendicke bestimmt. Es leuchtet ein, daß man durch die Schalendicke die Abgasanalyse in die Hand bekommt. Bei dünner Schale wird noch CO auftreten, bei dikkerer Schale wird das C O verschwinden, und bei noch dickerer Schale wird schließlich ein Luftüberschuß auftreten.As a result of the protective shell according to the invention, the hot combustion gases heat up initially not the coal, but give off their heat content to this shell, and the coal is without coming into contact with hot combustion gases in the preheating zone to come through this funneled into the oxidizing combustion zone, where they then comes to a reaction. The countercurrent principle is to a certain extent canceled and a state brought about as if the coal was only introduced further down into the furnace would have been, and the further down, the thicker the fuel-free granule shell was. The situation is similar to that of a grate furnace. Stronger blisters will no longer easily bring about a faster advance of fire; rather, the progress of the fire is largely determined by the thickness of the shell. It It makes sense that the exhaust gas analysis can be handled by the thickness of the shell. If the shell is thin, CO will still appear, if the shell is thicker, the C O will disappear, and if the shell is even thicker, there will eventually be an excess of air.

Wenn man also zunächst ohne Rücksicht auf den Granaliendurchmesser die Dicke der Schale bei allen Granalien gleichmacht, kann man durch Variieren der Schalendicke jedes beliebige Brennstoff-Luft-Verhältnis erzielen und nach der Abgasanalyse auf den günstigsten Punkt einstellen. Ein allgemein gültiger Wert für die richtige Schalendicke läßt sich nicht angeben. Es hängt von vielen Faktoren ab, die von Fall zu Fall verschieden sein können, wie Kohlesorte, Rohmehlzusammensetzung, Luftgeschwindigkeit u. a.So if you first of all regardless of the granule diameter makes the thickness of the shell the same for all granules, one can vary the Shell thickness achieve any fuel-air ratio and according to the exhaust gas analysis adjust to the most favorable point. A universally valid value for the correct one Shell thickness cannot be specified. It depends on many factors that depend on the case can be different on a case-by-case basis, such as the type of coal, raw meal composition, air speed i.a.

Es genügt jedoch nicht, die Schalendicke einheitlich und gegebenenfalls beliebig veränderlich zu machen, sondern es muß auch das Verhältnis von Schalendicke und Kerndurchmesser innerhalb gewisser Grenzen bleiben, wie folgende Betrachtung ergibt: Nur so viel Kohle kann sich nach H a u e n s c h i 1 d umsetzen, wie CaC03 vorhanden ist. Bei üblichen Verhältnissen liegt die Grenze etwa um 11 Teile Betriebskohle auf 100 Teile Rohmehl. Bei höheren Kohlegehalten bleibt Kohle übrig, die direkt mit Luftsauerstoff verbrannt werden müßte.However, it is not sufficient for the shell thickness to be uniform and optionally to make it arbitrarily changeable, but it must also be the ratio of shell thickness and core diameter remain within certain limits, as follows results: According to H a u e n s c h i 1 d, only as much coal can be converted as CaC03 is available. Under normal conditions, the limit is around 11 parts of industrial coal to 100 parts of raw meal. With higher coal contents, there is coal left over, which is directly would have to be burned with atmospheric oxygen.

Es handelt sich bei dieser Betrachtung um festen Kohlenstoff, also Kokskohle; die sogenannten flüchtigen Bestandteile brauchen in diesem Zusammenhang nicht berücksichtigt zu werden, sie sind bereits wegdestilliert, wenn die Hauenschildsche Reaktion einsetzt. Der Luftsauerstoff dringt aber nur unvollkommen in das Innere der Granalie ein, und es besteht die Gefahr, daß durch die verbleibende Kohle die Eisenverbindungen unerwünschterweise reduziert werden, was eine Qualitätsminderung bedeutet. Da nun zum Brennen von Rohmehl insgesamt ungefähr 8°/o Kohle verbraucht werden, kommt man im Kern allzu leicht zu einer Überschreitung der durch die Gleichung gefundenen Grenze, denn im Kern muß ja jetzt die Kohle angereichert werden, damit sie auch zum Brennen der Schale mit ausreicht. Kern und Schale dürfen deshalb ein gewisses Gewichtsverhältnis nicht unterschreiten, das sich für die jeweiligen Betriebsbedingungen aus der Hauenschildschen Gleichung berechnet. Da die Schalendicke, wie oben geschildert, von anderen Faktoren bereits festgelegt ist, darf man auch mit Bern Kerndurchmesser nicht beliebig heruntergehen. Einige Beispielrechnungen zeigen, daß sich daraus die Forderung nach Mindestgranaliengrößen ergibt, die schon nahe an der Grenze dessen liegen, was man für Schachtöfen noch als tragbar ansieht, um eine gute Klinkerkühlung bei mäßiger Ofenhöhe zu erzielen. Dazu kommt, daß die aus der Hauenschildschen Formel errechnete Zahl einen theoretischen Grenzwert darstellt, der in der Praxis nicht erreicht wird. Den beiden sich ., widerstrebenden Forderungen, daß die Granalien wegen des Reaktionsablaufes nicht zu klein und wegen der Ofenhöhe nicht zu groß sein dürfen, wird man am besten dadurch gerecht, daß man keine breite Kornverteilung zuläßt, sondern eine möglichst einheitliche Korngröße anstrebt. Wenn diese einheitliche Korngroße sich während des Betriebs variieren läßt, hat .". man ein einfaches Mittel, um für die zufälligen örtlichen Verhältnisse den günstigsten Erfahrungswert einzustellen.This consideration is about solid carbon, that is Coking coal; the so-called volatile components need in this context not to be taken into account, they are already distilled away when the Hauenschildsche Reaction sets in. The oxygen in the air penetrates the interior only imperfectly of the granules, and there is a risk that the remaining coal will destroy the Iron compounds are undesirably reduced, resulting in a deterioration in quality means. Since a total of about 8 per cent. Coal is used to burn raw meal at its core it is all too easy to exceed the limit given by the equation found limit, because in the core the coal must now be enriched with it it is also sufficient for firing the shell. The core and shell are therefore allowed Do not fall below a certain weight ratio that is appropriate for the respective operating conditions calculated from Hauenschild's equation. Since the shell thickness, as described above, is already determined by other factors, one can also use Bern core diameter do not go down at will. A few sample calculations show that the requirement for minimum granule sizes results that are already close to the limit of this lie what is still considered portable for shaft furnaces to ensure good clinker cooling to be achieved with a moderate furnace height. In addition, that from Hauenschild's formula The calculated number represents a theoretical limit that is not in practice is achieved. The two contradicting demands that the granules not too small because of the course of the reaction and not too big because of the height of the furnace The best way to do justice to this is not to have a broad grain distribution allows, but strives for a grain size that is as uniform as possible. If this uniform Grain size can be varied during operation. ". One has a simple means of in order to set the most favorable empirical value for the coincidental local conditions.

Es sind bereits Verfahren bekannt, Granalien von einheitlichem Durchmesser herzustellen durch Kombination von Granuliertrommeln mit Siebvorrichtungen oder, einfacher, durch Verwendung von Granuliertellern mit einfachem Staurand; bei letzteren läßt sich der Granaliendurchmesser während des Betriebes leicht' ändern. Zweck der bisher hergestellten Einkorngranalien war lediglich die Erzielung einer guten Luftdurchlässigkeit des Ofeninhaltes. Auch handelte es sich hierbei nicht um Granalien mit einer brennstofffreien Schutzschale.Methods are already known to produce granules of uniform diameter produced by combining granulating drums with sieve devices or, easier, by using granulating plates with a simple storage rim; in the latter the granule diameter can easily be changed during operation. Purpose of Einkorn granules produced up to now were merely to achieve good air permeability of the furnace content. Nor were these granules with a fuel-free one Protective shell.

Für die Verblaserost-Sinterung ist schon ein den Schalengranalien verwandtes Prinzip vorgeschlagen worden. Es sollen dort, um eine entsprechend kurze Brennzone zu erzielen, nur kleine, lockere Krümel aus Rohmehl, Rückgut und Koks hergestellt werden, und es ist eine Nachpuderung dieser kleinen Krümel mit kohlefreiem Rohmehl vorgesehen. Hier handelt es sieh jedoch nicht um feste Granalien mit regelmäßiger Gestalt und gleichmäßigem Durchmesser, sondern um lockere unregelmäßige Krümel, die nicht größer als etwa 5 mm sein dürfen, um den für das Sinterband nötigen Durchmesser zu erzielen. Das Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist aber gerade, daß die Außenschicht ganz regelmäßig mit einer bestimmten Min-Bestdicke aufgebracht wird und daß bei Verwendung von Rohmehlschalen solch kleine Granaliendurchmesser, wie sie beim Sinterband gebraucht werden, vermieden werden sollen. Der bei Mahlen der Kohlen erzielte - weiter unten beschriebene - zonare Reaktionsfortschritt innerhalb einer Granalie von außen nach innen setzt voraus, daß die Temperaturdifferenzen zwischen Schale und Kern 500° C und mehr betragen, und dies ist bei Granalien unter 5 mm Durchmesser gar nicht möglich. Versuche mit solchen Krümeln im Schachtofen sind bei Verwendung von gemahlener Kohle daher auch negativ verlaufen. Ebenso ist bereits ausgeführt worden, daß auch wegen der Hauenschildschen Reaktion größere Granalien erstrebt werden müssen. Solche lassen sich nur im Schachtofen, nicht auf dem Sinterband brennen. Wenn mit dem Nachpudern der Sinterbandkrümel gewisse Verbesserungen erzielbar sind, so können diese nur Teilerfolge sein, denn der Schaffung optimaler Bedingungen steht die Kleinheit der Sinterbandkrümel im Wege.The shell granules are already used for the blow rust sintering related principle has been proposed. It is supposed to be there to be a suitably short one To achieve a burning zone, only small, loose crumbs of raw meal, returned material and coke and it is a re-powdering of these small crumbs with charcoal-free Raw meal provided. However, these are not solid granules with regular ones Shape and uniform diameter, but rather loose, irregular crumbs, which must not be larger than about 5 mm, around the diameter required for the sintering belt to achieve. The characteristic of the present invention is that the Outer layer is applied very regularly with a certain minimum thickness and that when using raw meal shells, such small granule diameters as they are used in the sintering belt should be avoided. The one at milling the Coal achieved - described below - zonal reaction progress within a granule from outside to inside presupposes that the temperature differences between shell and core are 500 ° C and more, and this is not possible at all with granules smaller than 5 mm in diameter. Try these crumbs in the shaft furnace were therefore negative when using ground coal. It has also already been stated that also because of Hauenschild's reaction larger granules must be sought. Such can only be found in the shaft furnace, do not burn on the sintering belt. If the powdered sintering tape crumbs certain If improvements are achievable, these can only be partial successes because of the creation The small size of the crumbs of sintered belt stands in the way of optimal conditions.

Bei dem üblichen Verfahren mit ungemahlener Kohle ist es schwierig, die Länge der Feuerzone zu beeinflussen, denn diese wird bestimmt durch mehrere Faktoren, die man ungenügend beherrscht, z. B. den Kornaufbau der Kohle oder auch den Luftzutritt zur Kohle, der durch örtliche Sinterungen und Verdichtungen behindert sein kann. Anders bei gemahlener Kohle gemäß der Erfindung. Dank der Hanenschildschen Reaktion entweicht auch bei Luftabschluß die Kokskohle bei äußerer Wärmeeinwirkung in Form von CO, und die Länge der Feuerzone wird im wesentlichen nur noch von der Granaliengröße bestimmt. Bei Granalien unter 5 mm Durchmesser wird die Feuerzone für den Schachtofen zu kurz für eine stabile Feuerführung. Über 25 mm Durchmesser wird sie so lang, daß die übliche Ofenhöhe von etwa 8 m keine ausreichende Kühlung gewährleistet.In the usual method with unground coal it is difficult to influence the length of the fire zone because this is determined by several factors that are insufficiently controlled, e.g. B. the grain structure of the coal or the air access to the coal, which can be hindered by local sintering and compression. This is different with ground coal according to the invention. Thanks to Hanenschild's reaction, the coking coal escapes in the form of CO in the event of external exposure to heat, even with the exclusion of air, and the length of the fire zone is essentially only determined by the size of the granules. In the case of granules below 5 mm in diameter, the fire zone for the shaft furnace is too short for stable fire control. Over 25 mm in diameter, it becomes so long that the usual furnace height of around 8 m does not guarantee adequate cooling.

Auf einem anderen Gebiet, nämlich dem der Sinterung von Erz, ist bereits die Verwendung kohlefreier Schalen vorgeschlagen worden. Der Zweck ist dabei jedoch eine Reduktionswirkung im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung, bei der im Kern neben der Kohle eine ausreichende Menge C 02 haltiges Material vorhanden sein muß und ein oxydierendes Brennen erstrebt und erzielt wird.Another area, namely that of ore sintering, is already underway the use of carbonless shells has been suggested. The purpose is in doing this, however a reducing effect in contrast to the present invention, at the core In addition to the coal, a sufficient amount of C 02 -containing material must be available and an oxidizing burning is sought and achieved.

Das Schalenverfahren kann selbstverständlich mit solchen Kohlefeinheiten durchgeführt werden, wie sie bei Zementschachtöfen allgemein üblich sind (Feinkohle unter 6 mm). Ein besonderer Vorteil besteht aber darin, daß man unter dem Schutz der verhältnismäßig dicken Schale nach der Erfindung jetzt auch feingemahlene Kohle verwenden kann, ohne daß ein C O-Verlust auftritt. Bisher galt die Verwendung von gemahlener Kohle wegen der C 0-Verluste als unwirtschaftlich. Sie bietet aber andererseits folgende erhebliche Vorteile, von denen bei dem Verfahren nach der Erfindung Gebrauch gemacht werden kann: 1. Bei ungemahlener Kohle entsteht um j edes Kohlenkorn herum ein Aschennest, das lokal die Rohmehlzusammensetzung ändert und verdirbt. Bei gemahlener Kohle entsteht eine homogene Aschenverteilung, die bei der Einstellung der Rohmehlzusammensetzung bereits berücksichtigt werden kann. Bisher war der Aschenfehler einer der Hauptgründe, weshalb Schachtofenklinker dem Drehofenklinker nicht ebenbürtig sein konnte. Durch die Kohlenzumahlung wird dieser Nachteil beseitigt. Es entsteht sogar der Vorteil, daß man zu unbeschränkter Verwendung von billiger, aschenreicher Kohle übergehen kann. Das kohlenhaltige Kernmehl muß selbstverständlich anders im Kalk eingestellt werden als das Schalenmehl, so daß sich nach dem Brennen für beide Teile der richtige Kalksättigungsgrad ergibt.The shell method can of course be used with such finenesses of coal be carried out as they are generally customary in cement shaft kilns (fine coal less than 6 mm). A particular advantage, however, is that you are under the protection the relatively thick shell according to the invention now also finely ground coal can be used without incurring a loss of CO. So far the use of ground coal is uneconomical because of the C 0 losses. On the other hand, it offers the following significant advantages, of which use in the method according to the invention can be done: 1. With unground coal arises around each grain of coal an ash nest that locally changes the raw meal composition and spoils it. With ground Coal creates a homogeneous ash distribution, which when adjusting the raw meal composition can already be taken into account. So far, the ash bug has been one of the main reasons which is why the shaft furnace clinker could not be on a par with the rotary kiln clinker. By the coal payment eliminates this disadvantage. There is even the advantage that one go over to the unlimited use of cheap, ash-rich coal can. The carbonaceous kernel meal must of course be set differently in the lime are called the shell flour, so that after burning the right one for both parts Degree of lime saturation results.

z. Bei ungemahlener Kohle kommt es häufig vor, daß Kohlenkörner von dicht gesintertem Klinker umschlossen werden, ehe sie Gelegenheit haben, zu verbrennen. Die weitere Verbrennung wird unmöglich, denn es kann auch später in der Kühlzone keine Ver -brennungsluft mehr hinzutreten. Die Kohle bleibt unverbrannt und reduziert den Klinker in der Umgebung. Neben dem schon unter 1 genannten Aschenfehler sind diese Reduktionserscheinungen hauptsächlich dafür verantwortlich, daß bisher der Schachtofenklinker dem Dr ehofenklinker gegenüber nicht als ebenbürtig gilt. In solch reduziertem Klinker entsteht sekundärer freier Kalk, und ein daraus erzeugter Zement hat minderwertige Eigenschaften. Im Gegensatz dazu verbleibt feingemahlene Kohle nicht in gesintertem Klinker, denn sie ist ja nicht auf Luftzutritt angewiesen, sondern verbrennt primär mit Ca C 03 zu CO, und diese Reaktion ist bereits abgelaufen, bevor die Sintertemperatur erreicht wird. Die gefürchteten Reduktionserscheinungen bleiben aus, wie in Großversuchen nachgewiesen werden konnte.z. With unground coal, it often happens that grains of coal are surrounded by densely sintered clinker before they have a chance to burn. Further combustion becomes impossible because combustion air cannot enter the cooling zone later either. The coal remains unburned and reduces the clinker in the area. In addition to the ash defect already mentioned under 1, these reduction phenomena are mainly responsible for the fact that up to now the shaft furnace clinker is not considered to be on a par with the drier kiln clinker. Secondary free lime is formed in such reduced clinker, and a cement made from it has inferior properties. In contrast, finely ground coal does not remain in the sintered clinker, because it does not depend on air access, but primarily burns with Ca C 03 to form CO, and this reaction has already taken place before the sintering temperature is reached. The dreaded reduction phenomena do not occur, as has been shown in large-scale tests.

3. Ein weiterer, zunächst nicht erwarteter und bisher noch unbekannter Vorteil der gemahlenen Kohle hat sich bei. mehrwöchigen Großversuchen ergeben. Bei grober Kohle tritt eine äußere Schwindung der Granalien bis zu 40 % ein, die zur Bildung eines RandspaItes irn Ofen und damit zu ungleichmäßiger Luftverteilung führt. Bei gemahlener Kohle ist die äußere Brennschwindung wesentlich geringer. Es bildet sich nämlich zuerst auf der Oberfläche der Granalien eine feste Klinkerhaut, die als Gerüst dient. Bei dem nachfolgenden Durchbrennen des Kerns schwindet diese Haut nicht mehr, und durch das Schwinden des Kernmaterials bilden sich innere Hohlräume. Den charakteristischen Verlauf dieses Prozesses kann man beobachten, wenn man heiße Granalien in verschiedenen Brennstadien aus der Brennzone holt und schnell abkühlt. Bei gemahlener Kohle zeigt sich eine Zonenbildung. Im ersten Stadium findet man Granalien, deren Oberfläche etwa 1 mm stark gesintert ist, darunter findet sich eine Zone aus gelbem, entsäuertem Schwachbrand von etwa 1/z mm Dicke, dann folgt der kohlehaltige, unentsäuerte Kern, der im Inneren sogar die charakteristischen Farben zeigt, die bei 400 bis 500° C auftreten. Im weiter fortgetriebenen Brennstadium wandern die Zonen von außen nach innen, bis die Durchsinterung erreicht ist. Vorwärm-, Kalzinier-und Sinterzone sind also in die Granalie selbst verlegt. Ein solcher Klinker hat zuletzt eine sehr charakteristische, rosenblütenartige Struktur, an der sofort erkannt werden kann, daß er mit gemahlener Kohle gebrannt worden ist. Er besteht aus ineinandersteckenden Schalen, die durch Hohlräume getrennt sind.3. Another, initially not expected and so far unknown The advantage of the ground coal has been found at. several weeks of large-scale experiments. at coarse coal occurs an external shrinkage of the granules of up to 40%, which leads to Formation of a gap in the edge of the furnace and thus uneven air distribution. In the case of ground coal, the external combustion shrinkage is significantly lower. It educates Namely, on the surface of the granules a firm clinker skin first forms, which serves as a scaffolding. When the core burns through, this skin disappears no longer, and internal cavities are formed as the core material shrinks. One can observe the characteristic course of this process if one is called Pulls granules out of the burn zone in different firing stages and cools them down quickly. In the case of ground coal, there is a formation of zones. In the first stage one finds Granules, the surface of which is sintered about 1 mm thick, are found underneath a zone of yellow, deacidified weak fire about 1 / z mm thick, then follows the carbonaceous, non-deacidified core, the inside even the characteristic Shows colors that occur at 400 to 500 ° C. In the advanced stage of burning the zones migrate from the outside to the inside until complete sintering is achieved. Preheating, The calcining and sintering zones are therefore located in the granule itself. Such a brick in the end it has a very characteristic, rose-flower-like structure that immediately becomes apparent it can be seen that it was burned with ground coal. He exists made of nested shells that are separated by cavities.

Ein mit solch porösen Granalien geführter Ofen hat eine wesentlich günstigere Luftverteilung, denn einerseits ist die Randspaltbildung geringer, andererseits hat der Klinkerstock selbst infolge der gebildeten Hohlräume eine bessere Luftdurchlässigkeit. Es läßt sich eine höhere Leistung und bessere Klinkerqualität bei geringerem Kohlenverbrauch erzielen. Dieser poröse Klinker ist auch leichter mahlbar.A furnace run with such porous granules has an essential one more favorable air distribution, because on the one hand the formation of marginal gaps is less, on the other hand the clinker stick itself has better air permeability due to the cavities formed. A higher output and better clinker quality can be achieved with lower coal consumption achieve. This porous clinker is also easier to grind.

Bei ungemahlener Kohle läßt sich die Zonenbildung innerhalb der Granalien nicht beobachten. Auch schwindet die Granalie äußerlich stark und ist weit weniger porös. Es ist klar erkennbar, daß der Ofenbetrieb mit gemahlener und mit ungemahlener Kohle auf zwei grundsätzlich verschiedenen Prozessen beruht, wobei der Betrieb mit gemahlener Kohle erst nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wirtschaftlich und vorteilhaft zu gestalten ist.In the case of unmilled coal, the formation of zones within the granules can be observed not watch. The granules also shrink strongly on the outside and are far less porous. It can be clearly seen that the furnace can be operated with ground and unground Coal is based on two fundamentally different processes, the operation with ground coal economically and only after the method according to the invention is to be designed advantageously.

Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann man zweckmäßig die Granalienschale statt aus Rohmehl aus fertiggebranntem Klinkermehl, also Rückgut, herstellen. Hierdurch lassen sich die engen Grenzen für die Granaliengröße vorteilhaft erweitern; denn die Verhältnisse beim Brennen ändern sich dann folgendermaßen: Da das Klinkermehl schon entsäuert ist und der Wärmeaufwand zum Erhitzender Schale weitgehend in der Kühlzone zurückgewonnen wird, entsteht für die Schale kein wesentlicher Wärmeverbrauch, und es tritt die Gefahr nicht ein, daß der Kohlegehalt des Kerns übersteigert werden muß, um die Schale mitzubrennen. Die Bedenken, zu etwas kleineren Granalien überzugehen, fallen dann weg, ja es können so kleine Granalien verwendet werden, daß sie sich nicht für den Schachtofen, sondern auch für das Sinterband eignen.According to a further idea of the invention, one can expediently use the granule shell Instead of raw meal, it is made from completely burned clinker meal, i.e. returned material. Through this let the narrow limits for the granule size advantageous expand; because the conditions during firing then change as follows: There the clinker flour has already been deacidified and the heat required to heat the shell is largely recovered in the cooling zone, there is nothing essential for the shell Heat consumption, and there is no risk that the carbon content of the core must be exaggerated in order to burn the shell. The concerns about something minor Granules to pass over are then omitted, yes, such small granules can be used that they are not suitable for the shaft furnace, but also for the sintering belt suitable.

Es ist zwar bekannt, bestimmte Kornfraktionen des fertiggebrannten Ofengutes auszusieben und erneut einzugranulieren. Hierdurch wird eine Herabsetzung der Brennschwindung im Ofen und dadurch eine gleichmäßigere Luftverteilung und Verbrennung erreicht. Die GO-Verluste konnten mit diesem Verfahren zwar etwas verringert, aber nicht beseitigt werden. Dies ist erst durch das Aufgranulieren von Rückgut als Außenschale gemäß der Erfindung möglich.It is known that certain grain fractions of the final burned Sieve out the oven products and granulate them again. This is a reduction the combustion shrinkage in the furnace and thus a more even distribution of air and combustion achieved. The GO losses could be reduced somewhat with this method, but cannot be eliminated. This is only due to the granulation of returned goods as an outer shell possible according to the invention.

Zusammenfassend lassen sich also mit den Maßnahmen nach der Erfindung beim Zementbrennen im Schachtofen folgende Vorteile erzielen, von denen einige gegebenenfalls auch für den Sinterrost nutzbar gemacht werden können: 1. Vollkommene Verbrennung, dadurch Kohlenersparnis bis zu 30%; 2. Vermeidung des Aschefehlers im Klinker; 3. hochwertiger Klinker kann mit aschereicher Kohle erzeugt werden; 4. Vermeidung von minderwertigem, reduziertem Klinker; 5. Steigerung der Ofenleistung; 6. leichtere Mahlbarkeit des Klinkers.In summary, with the measures according to the invention Achieve the following advantages when burning cement in a shaft kiln, some of which may be can also be used for the sintered grate: 1. Complete combustion, thus coal savings of up to 30%; 2. Avoidance of the ash defect in the clinker; 3. high-quality clinker can be produced with ash-rich coal; 4. Avoidance of low-quality, reduced clinker; 5. Increase in furnace performance; 6. lighter Grindability of the clinker.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of granules from a mixture of cement or lime raw meal and fuel with a shell of fuel-free material, e.g. B. raw meal, which are intended for fire in cement or lime shaft kilns, characterized by the use of granules of uniform size, in which the molar ratio of coking carbon to raw meal carbonic acid is less than one and the thickness of the shell depending on the location of the fire zone in the kiln is that the coal only reaches the reaction temperature in the combustion zone of the furnace.

2. The method according to claim 1, characterized in that the granules under 1 mm fine coal included.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that that core diameter and shell thickness are measured according to the exhaust gas analysis.

4. Procedure according to any one of claims 1 to 3; characterized in that the carbon-free shell consists of burned finished goods dust (returned goods). Considered publications: German Patent Nos. 265 144, 915 072, 810 256; Swiss patent specification No. 175 723; "Excerpts from German patent applications" P 87839 VIa / 18b.