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Verfahren zur Herstellung von Weißzement Es ist üblich, Portlandzementklinker
in Drehrohröfen zu brennen, um graue oder weiße Zemente zu erhalten.
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Im Fall grauer Zemente wird der Klinker aus gebräuchlichen Ausgangsmaterialien
hergestellt und wird am Ausgang des Ofens ohne besondere Vorsichtsmaßnahme in einem
Wärmeaustauscher abgekühlt, der es gestattet, die in den Ofen einzuführende Verbrennungsluft
vorzuwärmen.
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Zur Herstellung weißer Zemente verwendet man Ausgangsstoffe mit einem
möglichst geringen Gehalt an Schwermetalloxyden, weil diese Oxyde. dem Klinker eine
Färbung verleihen. Die so erhaltenen Klinker sind deutlich weniger gefärbt als die
Klinker, welche unter Verwendung von üblichen, an Metalloxyden reicheren Ausgangsstoffen
erhalten wurden, wie sie gewöhnlich in der Zementindustrie zur Herstellung grauer
Zemente verwendet werden. Trotzdem sind sie immer noch zu stark gefärbt, und es
ist notwendig, sie einer zusätzlichen Behandlung zu unterwerfen. Die üblicherweise
durchgeführten Behandlungen bestehen darin, daß man den Klinker unter Ausschluß
jeder Möglichkeit zur Oxydation, d. h. in Wasser oder Wasserdampf oder unter einer
kontrollierten neutralen oder reduzierenden Atmosphäre abkühlt.
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Diese Verfahrensweisen verhindern ganz oder teilweise die Rückgewinnung
der Wärme des Brennofens durch Vorerhitzen der Verbrennungsluft, die zur Abkühlung
der Klinker verwendet wird, wie es bei der Herstellung grauer Klinker durchgeführt
wird. Dadurch wird der Brennstoffverbrauch beträchtlich erhöht, und diese Erhöhung
kann in der Größenordnung der einfachen oder der doppelten Menge liegen.
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Die Erhöhung des Verbrauchs an Brennstoff, der notwendig ist, um die
erforderliche Brenntemperatur zu erreichen, kann durch die Verwendung unabhängiger
Lufterhitzer verringert werden, aber abgesehen davon, daß diese nicht gestatten,
die Verbrennungsluft auf so hohe Temperaturen zu erhitzen, wie sie in den Abkühlvorrichtungen
für die Klinker erreicht werden, benötigen sie auch eine Brennstoffzufuhr, die zum
großen Teil die Brennstoffersparnis des Ofens aufwiegt.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das die Herstellung von Weißzementklinker
in einem Ofen gestattet, der mit einer Kühlvorrichtung versehen ist, wie sie normalerweise
zur Herstellung grauer Zemente verwendet wird, um die zur Aufrechterhaltung der
Heizflamme des Brennofens bestimmte Luft zu erhitzen.
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Es wurde festgestellt, daß die zur Herstellung von weißem Zement bestimmten
Klinker, welche nach dem üblicherweise zur Herstellung grauer Klinker angewendeten
Verfahren abgekühlt werden und nach dieser Abkühlung leicht gefärbt sind, wieder
weiß werden, wenn man sie zunächst wieder auf eine Temperatur von etwa 1000° C.
erhitzt und dann der bekannten -Behandlung, wie Abkühlen mit Wasser, mit Wasserdampf
oder Abkühlen in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre unterwirft.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Weißzementklinker
mit dem Kennzeichen, daß man die üblichen Ausgangsmaterialien mit möglichst geringem
Gehalt an Schwermetalloxyden brennt, die gebrannten Klinker in einem Wärmeaustauscher
unter gleichzeitigem Vorwärmen der für den Ofen bestimmten Verbrennungsluft abkühlt,
die erhaltenen gefärbten Klinker auf eine Temperatur von 800 bis 1200° C erhitzt
und unter Ausschluß von Luft, vorzugsweise in Wasser, Wasserdampf oder einer neutralen
oder reduzierenden Atmosphäre abkühlt.
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Das Herstellungsverfahren sieht demnach eine erste Stufe der Klinkerbildung
aus den Rohmaterialien in einem klassischen Ofen vor, die den gleichen Brennstoffverbrauch
wie für grauen Zement aufweist; anschließend ein Erhitzer dieser Klinker in einer
gesonderten Heizvorrichtung, die ein bekannter Erwärmungsofen eines beliebigen Typs
sein kann, und schließlich die Abkühlung der erhitzten Klinker unter Ausschluß von
Luft, wie sie in den bekannten Verfahren zur Herstellung weißer Zemente durchgeführt
wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Vorteile auf:
1. eine bedeutende Verminderung des Verbrauchs an Heizmaterial, verglichen mit den
bekannten Verfahren; diese Verringerung kann 30% betragen; 2. die Möglichkeit, gefärbten
Klinker unter Verwendung eines für weiße Zemente geeigneten Rohmaterials mit Hilfe
eines beliebigen vorhandenen Ofens herzustellen und dabei sowohl die Vorteile beim
Brennen auszunützen, welche große moderne Öfen bieten, als auch die Ersparnisse
an Brennmaterial, die das Erhitzen der Verbrennungsluft durch Abkühlen des Klinkers
zur Folge hat.
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Darüber hinaus ist es mit Hilfe dieses Verfahrens möglich, zur Herstellung
von weißem Zement schon vorhandene, für die Herstellung von grauem Zement bestimmte
Vorrichtungen zu benutzen, denen man einen Ofen zur Wiedererwärmung der gefärbten
Klinker und gebräuchliche Vorrichtungen zur Abkühlung unter Ausschluß von Luft anschließt.
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Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung verwendet
man gleichzeitig einen Brennofen für grauen Zement und einen Brennofen für weißen
Zement, in die natürlich nur geeignete Ausgangsmaterialien eingeführt werden, d.
h. Materialien, deren Gehalt an Schwermetalloxyden so gering wie möglich ist. Die
aus dem üblichen Ofen mit Kühler kommenden gefärbten Klinker werden zum Wiederaufheizen
in den Ofen für weißen Zement eingeführt. Dabei kann die Einführung der Klinker
entweder direkt in den Ofenkörper erfolgen oder durch die Zuführöffnung gleichzeitig
mit dem Rohmaterial vorgenommen werden.
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Gleichzeitig mit dem Wiedererhitzen der gefärbten Klinker findet die
Bildung der Klinker aus rohen Ausgangsmaterialien statt, und am Austrittsende des
Ofens werden beide Anteile gemeinsam der Bleichbehandlung durch Abschrecken mit
Wasser oder Wasserdampf oder durch Abkühlung in reduzierender oder neutraler Atmosphäre
unterworfen.
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Der Gesamtverbrauch an Brennmaterial ist geringer als bei den bekannten
Verfahren.
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Nach einer anderen Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens
verwendet man einen einzigen klassischen Ofen, der mit einem Wärmeaustauscher versehen
ist.
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Ein Teil der Produkte wird am Ausgang des Ofens über klassische Vorrichtungen
zum Abschrecken oder zum Abkühlen in neutraler oder reduzierender Atmosphäre entnommen
und ergibt weißen Klinker.
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Der andere Teil wird in eine Abkühlvorrichtung geleitet, in der durch
Abkühlen der Klinker die zur Verbrennung erforderliche Luft erhitzt wird. Dabei
werden gefärbte Klinker erhalten, die entweder am Eintrittsende oder in einer heißeren
Zone wieder in den Ofen zurückgeführt werden.
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Wenn man beispielsweise den Anteil der Klinker, die am Ende des Ofens
behandelt werden, als 50% und den Anteil, welcher die Abkühlvorrichtung zum Erhitzen
der Luft durchläuft, als 50% annimmt, ist ersichtlich, daß für eine Beschickung
mit Rohmaterial, welche A Tonnen Klinker entspricht (das sind A - 1,6 trockenes
Rohmaterial), A Tonnen Klinker zurückgeführt werden, die zur Erhitzung der
Verbrennungsluft verwendet worden waren und daß man A Tonnen weißen Klinker erhält.
Der Ofen muß in diesem Fall in seinem heißen Teil zum Transport von 2 Tonnen des
Produkts geeignet sein und dementsprechend dimensioniert werden.
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Am Austritt des Ofens kann die Trennung durch getrennte Austrittsöffnungen
(z. B. Öffnungen in dem Ofen am Ende der Brennzone für den zur Herstellung von weißem
Zement zu behandelnden Anteil und andere Austrittsöffnungen am tiefer liegenden
Ende des Drehrohrofens für den zum Erhitzen der Verbrennungsluft bestimmten Anteil)
oder durch eine Trennung am Austritt des Ofens mit Hilfe aller bekannten Vorrichtungen
erfolgen, wie durch schwenkbare Klappen, Klappen zur Aufteilung des Klimastroms,
Drehtische usw.
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Es ist leicht ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die genannten
Beispiele beschränkt ist. So ist es beispielsweise möglich, die gefärbten Klinker
nicht sofort einem zweiten Aufheißprozeß zu unterwerfen, sondern sie vor dem Wiedererwärmen
auf die gewünschte Temperatur eine gewisse Zeit zu lagern.
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Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, das Wiedererhitzen auf die
gewünschte Temperatur in einem Ofen für weißen Zement, wie in der ersten beschriebenen
Ausführungsform oder in einem Ofen für grauen Zement durch Rückführung, wie in der
zweiten beschriebenen Ausführungsform, vorzunehmen, sondern es kann jedes zum Erhitzen
auf die Temperatur geeignete Mittel angewendet werden.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll an Hand der
F i g. 1 und 2 näher erläutert werden.
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Die F i g. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Ausgangsstoffe, deren Gehalt an Schwermetalloxyden
so gering wie möglich ist, werden mittels eines Einfülltrichters 1 in einen üblichen
Drehrohrofen 2 für grauen Zement eingeführt.
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Nach der Klinkerbildung bei etwa 1450° C fallen die den Ofen 2 verlassenden
Klinker in einen Wärmeaustauscher 3 des üblichen Typs, in dem die noch kalte Verbrennungsluft
durch die Leitung 4 zuströmt. Diese Luft, die auf ihrem Weg durch den Wärmeaustauscher
überhitzt wird, tritt in den Ofen ein, wo sie als Sekundärluft für die Verbrennung
verwendet wird.
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Der aus der Kühlvorrichtung 3 kommende Klinker ist vollständig abgekühlt
und gefärbt.
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Dieser Klinker wird von einer Transportvorrichtung 5 erfaßt und in
den Zugabetrichter 6 eines Drehrohrofens 7 eingeführt. Der Klinker wird in dem Ofen
7 wieder auf etwa 1000° C erhitzt und in einem Raum 8 unter Ausschluß von Luft abgekühlt.
Von dort wird er mit einer Transportvorrichtung 9 entfernt.
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Der mittels der Transportvorrichtung 9 den Raum 8
verlassende
Klinker ist weiß.
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Nach einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können in den
Trichter 6 gleichzeitig grauer Klinker, der aus der Transportvorrichtung 5 kommt,
und Rohmaterial eingeführt werden.
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In diesem Fall wird der Ofen 7 bei der Temperatur der Klinkerbildung
gehalten, und die von der Transportvorrichtung 5 kommenden gefärbten Klinker werden
zur gleichen Zeit erhitzt, wie die Klinkerbildung der bei 6 zugeführten Rohmaterialien
stattfindet.
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F i g. 2 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung
dieser Variante des Verfahrens.
Die Rohmaterialien, deren Gehalt
an Schwermetalloxyden so gering wie möglich ist, werden durch den Trichter 14 in
einen Drehrohrofen des üblichen Typs 15 für grauen Zement eingeführt.
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Der aus dem Ofen 15 in die Kammer 16 eintretende Klinker
wird in zwei Anteile geteilt. Ein erster Anteil fällt in den Wärmeaustauscher 18.
Die für den Ofen 15 bestimmte Verbrennungsluft tritt kalt durch die Leitung 19 ein
und verläßt den Wärmeaustauscher 18 mit hoher Temperatur, sie wird durch Kammer
16 in den Ofen eingeführt, wo sie als Sekundärluft für die Verbrennung dient.
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Der abgekühlte und gefärbte Klinker, der den Wärmeaustauscher verläßt,
wird durch eine Transportvorrichtung 21 zum Einfülltrichter 14 transportiert,
so daß damit der gefärbte Klinker zurückgeführt wird.
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Der zweite Anteil des Klinkers, der in die Kammer 16 fällt,
wird von einer Transportvorrichtung 22 erfaßt und in einem Raum 23 unter
Ausschluß von Luft abgekühlt. Er wird diesem Raum als weißer Klinker entnommen.