DE1190013B

DE1190013B - Process for the protection of heat-sensitive granules made of ore, clay, cement raw meal and similar substances against heating processes

Info

Publication number: DE1190013B
Application number: DEP31999A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Horst Ritzmann
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1963-06-14
Filing date: 1963-06-14
Publication date: 1965-04-01
Also published as: GB1072125A; BE647561A

Description

Verfahren zum Schutz wärmeempfindlicher Granalien aus Erz, Ton, Zementrohmehl und ähnlichen Stoffen gegenüber Erhitzungsvorgängen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz wärmeempfindlicher Granalien aus Erz, Ton, Zementrohmehl und ähnlichen Stoffen gegenüber Erhitzungsvorgängen auf Wanderrosten, insbesondere Lepolrosten.Process for protecting heat-sensitive granules made from ore, clay, cement raw meal and similar substances to heating processes. The invention relates to a method of protecting heat-sensitive granules made from ore, clay, cement raw meal and similar substances against heating processes on traveling grids, in particular Lepole gratings.

Bei verschiedenen Brennprozessen wird das zu brennende Gut in granulierter Form einem Wanderrost als Vorwärmer aufgegeben, wo es beispielsweise nach dem Lepolverfahren im allgemeinen zweimal von den heißen Ofenabgasen durchströmt wird. Bei derartigen Verfahren ist die Temperaturbeständigkeit der Granalien von entscheidender Bedeutung. Platzen die Granalien unter dem Einfluß der Wärmeeinwirkung im Vorwärmer, so verschlechtern sich die Zugverhältnisse des Ofens, die Ofenleistung sinkt, und die Gleichmäßigkeit und Qualität des Brennproduktes werden beeinträchtigt.In various firing processes, the material to be fired is granulated Abandoned form a traveling grate as a preheater, where it is, for example, according to the Lepol method is generally traversed twice by the hot furnace exhaust gases. With such In the process, the temperature resistance of the granules is of crucial importance. If the granules burst under the influence of the action of heat in the preheater, they deteriorate the draft conditions of the furnace, the furnace output decreases, and the evenness and the quality of the fired product are impaired.

Die thermische Widerstandsfähigkeit von Granalien hängt im wesentlichen vom Material ab. Handelt es sich z. B. um Zementrohmehle, die granuliert werden, so bietet die Gewinnung wärmebeständiger Granalien dann keine Schwierigkeiten, wenn die Tonkomponente des Rohmehls quellfähige Tonmineralien enthält.The thermal resistance of granules essentially depends from the material. Is it z. B. Cement raw meals that are granulated, the production of heat-resistant granules does not present any difficulties if the clay component of the raw meal contains swellable clay minerals.

Das Gefüge von Granalien aus solchen Rohmaterialien ist so porös, daß beim Erhitzen das vorhandene Kanalsystem ausreicht, den aus dem Granulierwasser gebildeten Wasserdampf ohne Druckanstieg aus der Granalie entweichen zu lassen.The structure of granules made from such raw materials is so porous that the existing channel system from the granulating water is sufficient when heating to allow water vapor formed to escape from the granule without increasing the pressure.

Die Herstellung von wärmebeständigen Granalien aus Rohmehlen, die keine oder nur wenig quellfähige Tonmineralien enthalten, ist recht schwierig. Derartige Granalien zerplatzen mehr oder weniger, wenn sie einer Erhitzungsgeschwindigkeit ausgesetzt werden, wie sie großtechnisch beim Rostvorwärmer üblich ist.The production of heat-resistant granules from raw meals that Containing no or only little swellable clay minerals is quite difficult. Such Granules more or less burst when subjected to a heating rate are exposed, as is customary on an industrial scale for grate preheaters.

Da die nicht genügende Wärmebeständigkeit ihre wesentliche Ursache in der zu geringen Porosität der Granalien hat, werden in solchen Fällen bisher - falls nicht geeigneteres Rohmaterial eingesetzt werden kann - besonders Granuliereinrichtungen, z. B. Zwangsmischer bzw. Vibrationsgranulatoren, oder eine Vorfeuchtung des Materials vor der Granulation vorgeschlagen. In diesen Fällen wird jedoch ebenfalls ein kugelförmiges Granulat hergestellt, lediglich die Porositätswerte der Formlinge erhöhen sich etwas gegenüber den in einem Granulierteller erzielbaren.Because the insufficient heat resistance is its main cause in the too low porosity of the granules have been used in such cases - if more suitable raw material cannot be used - especially granulating devices, z. B. compulsory mixers or vibration granulators, or pre-moistening of the material suggested before granulation. In these cases, however, it will also be spherical Granulate produced, only the porosity values of the moldings increase slightly compared to the achievable in a granulating plate.

Die angeführten Methoden ergeben jedoch im allgemeinen nur Teilerfolge, da einmal trotz allgemein höherer Porosität der Granalie häufig deren äußere Schale dennoch eine zu geringe Porosität behält, wodurch beim Erhitzen die äußerste Granalienschale abplatzt, oder zum anderen die mechanische Widerstandsfähigkeit der Granalie so verringert wird, daß sie der Beanspruchung im Ofen nicht standhält und zerfällt. In beiden Fällen ergeben sich die oben beschriebenen nachteiligen Folgen für den Brennprozeß.However, the methods listed generally only give partial results, on the one hand, despite the generally higher porosity of the granules, often their outer shell nevertheless retains too low a porosity, as a result of which the outermost granule shell when heated flakes off, or on the other hand the mechanical resistance of the granules is reduced so that it cannot withstand the stress in the furnace and disintegrates. In both cases, the disadvantageous consequences described above result for the Burning process.

Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Eigenschaften derartiger Granalien ist durch chemische Zusätze gegeben. Aus der Literatur und der betrieblichen Praxis sind eine Reihe von untersuchten Zusatzmitteln, wie Sulfitablauge. Melasse, Dextrinlösungen, Polystyrollatex, Zellulose-Glykolate, Kochsalz, Schwefelsäure, Aluminiumsulfat u. a., bekannt.Another way to improve the properties of such Granules are given by chemical additives. From the literature and the operational Practice are a number of investigated additives, such as sulphite waste liquor. Molasses, Dextrin solutions, polystyrene latex, cellulose glycolates, table salt, sulfuric acid, Aluminum sulfate and others are known.

Viele dieser Zusatzmittel, vor allem organischer Art, haben den Nachteil, daß sie als kapillaraktive Stoffe die Oberflächenspannung des Wassers stark erniedrigen. Da die Zugfestigkeit der durch Flüssigkeitsbrücken oder monomolekulare Wasserschichten verursachten Bindungen der Rohmehlteilchen aber proportional mit der Oberflächenspannung der Granulierflüssigkeit abnehmen, ermöglichen diese Zusatzmittel meist keine durchgreifende Verbesserung der Granalienqualität. Von den elektrolytischen Zusätzen hat sich, wie in der Literatur vermerkt, vor allem NaCI bewährt. Die verbesserte Stabilität der Granalien beruht in diesem Fall hauptsächlich auf der Ausbildung von »Kristallbrückenbindungen« zwischen den Rohmehlteilchen, die beim Trockenprozeß entstehen.Many of these additives, especially organic ones, have the disadvantage that, as capillary-active substances, they greatly reduce the surface tension of the water. Because the tensile strength of the liquid bridges or monomolecular water layers caused bonds of the raw meal particles but proportional to the surface tension decrease of the granulating liquid, these additives usually do not allow any radical Improvement of the granule quality. Of the electrolytic additives, as noted in the literature, especially NaCI has proven its worth. The improved stability of the granules in this case is mainly based on the formation of "crystal bridges" between the raw meal particles that arise during the drying process.

Der Nachteil eines NaCl-Zusatzes besteht jedoch darin, daß der Alkaligehalt der Granalien erhöht wird, was insbesondere bei bereits reichlich Alkali enthaltenden Rohmehlen zu unerwünschten Störungen des Ofenbetriebes führen kann. Außerdem wird durch den NaCI-Zusatz die Granalienporosität nur unbedeutend verändert.The disadvantage of adding NaCl, however, is that the alkali content the granules are increased, which is particularly the case with those already containing plenty of alkali Raw flours cause undesirable disturbances of the furnace operation. In addition, the granule porosity is only insignificantly changed by the addition of NaCl.

Gut bewährt hat sich ein Zusatz von etwa 0,7 Gewichtsprozent Aluminiumsulfat. Man erhält mit diesem Zusatzmittel, auch aus Rohmehlen, die keine oder nur wenig quellfähige Tonmineralien enthalten, gute, wärmebeständige Granalien. Allerdings bedeutet dieses Zusatzmittel eine Verteuerung des Endproduktes, die häufig nicht zu tragen ist.An addition of about 0.7 percent by weight aluminum sulfate has proven to be effective. With this additive, even from raw meals, little or no is obtained Contain swellable clay minerals, good, heat-resistant granules. However This additive means an increase in the price of the end product, which is often not is to be worn.

Die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, Materalien mit wenig oder keinem Gehalt an quellfähigen Tonmineralien zu verwenden, um aus ihnen wärmebeständige Granalien und Formlinge herzustellen, die der Erhitzung im Vorwärmer ohne Abplatzungen unterworfen werden können.The object on which this invention is based is now To use materials with little or no content of swellable clay minerals, in order to produce heat-resistant granules and moldings from them that can be heated can be subjected in the preheater without flaking.

Die Bildung der Formlinge wird dadurch erreicht, daß man aus dem betreffenden Rohmehl unter Zusatz von 10 bis 20 "/o HQO in einem geeigneten Mischer einen schmierfähigen Teig herstellt, der dann in einer an sich bekannten Knetvorrichtung mittels Spachtel, Rührarmen od. dgl. durch Löcher gedrückt wird, wobei Formlinge mit stark aufgerissener Oberfläche entstehen.The formation of the briquettes is achieved that one from the relevant Raw meal with the addition of 10 to 20 "/ o HQO in a suitable mixer is a lubricious one Produces dough, which is then kneaded in a known kneading device using a spatula, Mixing arms or the like. Is pressed through holes, with briquettes with severely torn Surface.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die in an sich bekannter Weise hergestellten und, wie ebenfalls bekannt, in einer Schichthöhe von etwa 150 mm auf dem Rost abgelagerten Granalien mit einer mehr als 20 mm betragenden Schutzschicht aus kleinstückigen, durch ein Sieb gekneteten, eine aufgerissene Oberfläche mit Rissen bis etwa zu ihrem Kern aufweisenden Formlingen gleichen Rohmaterials überschichtet werden. Hierbei wird in den Formlingen eine Struktur geschaffen, die genügend innere Oberfläche besitzt, so daß der sich bei der nachfolgenden Erhitzung bildende Wasserdampf ohne Zerstörung der Formlinge entweichen kann.According to the invention it is now proposed that the granules produced in a known manner and, as is also known, deposited in a layer height of about 150 mm on the grate with a more than 20 mm protective layer of small pieces kneaded through a sieve, have a torn surface Cracks up to about their core having moldings of the same raw material are covered. Here, a structure is created in the briquettes which has a sufficient internal surface so that the water vapor that forms during the subsequent heating can escape without destroying the briquettes.

Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es nicht wie bisher notwendig ist, das gesamte dem Brennprozeß zu unterwerfende Material in der angegebenen Art zu verformen, sondern daß es genügt, eine etwa 30 mm starke Schicht von Formlingen über die in bekannter Weise hergestellten Granalien zu schichten.The advantage of this procedure is that it is not the same as before is necessary, all of the material to be subjected to the firing process in the specified Kind of deforming, but that it is enough to have an approximately 30 mm thick layer of shaped pieces to layer over the granules produced in a known manner.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Einrichtung ist schematisch in der Zeichnung dargestellt.One required for carrying out the method according to the invention Device is shown schematically in the drawing.

Aus einem Rohmehlsilo 1 wird das Material über eine Transportschnecke 2 und zwei Bandwaagen 3 einmal einem Granulierteller 4 zum anderen einer Mischschnecke 5 unter Zusatz von Wasser aufgegeben. Die Granalien aus dem Teller 4 gelangen in das erste Abteil des durch einen beweglichen Trennwandschieber 7 in zwei Abteilungen getrennten Rosttrichters. Das in der Mischschnecke 5 erzeugte teigige Material wird in die Verformungseinrichtung 6 übergeleitet, wo Formlinge von etwa 30 bis 40 mm Länge und etwa 15 mm Durchmesser hergestellt werden. Diese Formlinge werden in das zweite Abteil des Rosttrichters übergeführt und bilden beim Austritt aus demselben eine Schicht über den sich bereits auf dem Lepolrost 8 befindlichen Granalien, wobei die Höhe von der Einstellung der Schieber 7 zu regeln ist. Die Wärmebehandlung der Materialschicht erfolgt in bekannter Weise durch doppelte Gasführung vor Eintritt in den Drehrohrofen 9.From a raw meal silo 1 , the material is fed via a screw conveyor 2 and two belt scales 3 once to a granulating plate 4 and to a mixing screw 5 with the addition of water. The granules from the plate 4 reach the first compartment of the grate funnel, which is separated into two compartments by a movable partition wall slide 7. The doughy material produced in the mixing screw 5 is transferred to the shaping device 6, where moldings of approximately 30 to 40 mm in length and approximately 15 mm in diameter are produced. These briquettes are transferred to the second compartment of the grate funnel and, when exiting the same, form a layer over the granules already on the Lepol grate 8, the height being controlled by the setting of the slide 7. The heat treatment of the material layer takes place in a known manner by double gas flow before entering the rotary kiln 9.

Wegen ihrer ausgezeichneten Wärmebeständigkeit nimmt die oberste Schicht aus Formlingen die starke Temperaturbeanspruchung auf und schützt gleichzeitig die darunter befindlichen, weniger wärmebeständigen Granalien, so daß auch diese die Vorwärmung ohne Abplatzungen überstehen. Der Vorteil ergibt sich insofern, als zur Herstellung der Formlinge im allgemeinen ein etwa 3 bis 4 % höherer Wassergehalt im Material eingestellt werden muß als bei der Granulation. Wird also das gesamte Material in Form von Formlingen dem Vorwärmer aufgegeben, so erhöht sich der Wärmeverbrauch des Ofens etwas. Werden dagegen bei einer gebräuchlichen Materialschichthöhe von etwa 180 mm auf dem Rostvorwärmer lediglich die obersten 30 mm von Formlingen mit höherem Wassergehalt gebildet, der Rest, d. h. also etwa 150 mm durch Granalien, so ändert sich der Gesamtwassergehalt der Materialschicht im Vorwärmer gegenüber Granalien nur unwesentlich, wodurch auch der Wärmeverbrauch des Ofens praktisch unverändert bleibt.Because of its excellent heat resistance, the top layer takes from moldings to the high temperature stress and at the same time protects the less heat-resistant granules underneath, so that these too are the Withstand preheating without flaking. The advantage arises insofar as to Production of the moldings generally has an approximately 3 to 4% higher water content must be adjusted in the material than in the case of granulation. So will the whole If material in the form of shaped pieces is fed to the preheater, the heat consumption increases of the stove something. On the other hand, with a common material layer height of about 180 mm on the grate preheater only the top 30 mm of bricks with higher water content, the rest, d. H. so about 150 mm through granules, this changes the total water content of the material layer in the preheater Granules are only insignificant, which means that the heat consumption of the oven is also practical remains unchanged.

Statt des Lepolofens, bestehend aus Lepolrost 8 und Drehrohrofen 9, kann auch ein Sinterrost oder eine andere Brenneinrichtung verwendet werden.Instead of the Lepol furnace, consisting of Lepol grate 8 and rotary kiln 9, a sintered grate or other burning device can also be used.

Claims

Claim: Process for protecting heat-sensitive granules of ore, clay, cement raw meal and similar substances against heating processes on traveling grids, in particular Lepol grids, characterized in that the in on produced in a known manner and, as is also known, in one layer height of about 150 mm of granules deposited on the grate with a granule of more than 20 mm Protective layer of small pieces, kneaded through a sieve, a torn surface with cracks up to about their core having moldings of the same raw material be overlaid.