DE19647484A1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Zement - Google Patents

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung von Zement ge­ richtet, wo bei die zur Zementherstellung benötigten primären Rohma­ terialien auf Mehlfeinheit gemahlen und das so erzeugte Rohmehl in einem Ofen, vorzugsweise einem Drehrohrofen, zu Zementklinker ge­ brannt, der Zementklinker in einem Kühler gekühlt und danach ge­ meinsam mit Zuschlagsstoffen (Sekundärstoffen) in einer weiteren Mahlanlage auf Zementfeinheit gemahlen wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen, wie sie üblicherweise zur Herstellung von Zement verwendet werden, ist der Herstellungs­ prozeß in einzelne Schritte aufgetrennt, wobei insbesondere die Klin­ kervermahlung vom Klinkerbrennprozeß

• - standortmäßig,
• - verfahrensmäßig,
• - transporttechnisch und
• - betriebstechnisch

entkoppelt ist.

Der Zementklinker aus dem Brennprozeß wird vor weiteren Bearbei­ tungsschritten wie der Klinkermahlung zwischengelagert und aus dem Speicher wieder dem nachfolgenden Bearbeitungssystem zugeführt. So wird in der Zeitschrift "Zement-Kalk-Gips" Nr. 7/1987, 40. Jahr­ gang, auf Seite 341 eine Klinkermahlanlage mit zwei Mahlstufen, ei­ ner Gutbett-Walzenmühle zur Vormahlung und einer Kugelmühle zur Fertigmahlung mit zwischengeschaltetem Hochleistungssichter be­ schrieben, bei der der zu vermahlene Klinker einem Silo entnommen wird.

Auch in der DE 33 34 235 A1, in der ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur energiesparenden Herstellung eines Feingutes, insbesonde­ re Zement, beschrieben wird, mit einer Vormahlung, nachfolgender Feinmahlung und Sichtung, wird das Mahlgut, der Klinker, einem Auf­ gabebunker oder einem Silo entnommen. Zuschlagsstoffe wie Gips, Flugasche etc. werden bei der Feinmahlung mit vermahlen, so daß eine separate Feinmahlung dieser Zuschlagsstoffe nicht mehr not­ wendig ist.

Auch noch in einem 1995 modernisierten großen saudi-arabischen Zementwerk wird der Zementklinker vor seiner Vermahlung in einem Klinkersilo zwischengelagert, wie einem Aufsatz aus einem Sympo­ sium (5. Internationales Humboldt Wedag Symposium '95, "Moderne Mahl- und Brenntechnik in der Zementindustrie", 29. Mai bis 1. Juni 1995, Köln) auf Seiten 67 bis 70 zu entnehmen ist. In der dort auf Seite 70 beschriebenen hochmodernen Zementanlage werden vier Klinkersilos mit den Abmessungen 25 m Durchmesser und 37 m Höhe und einer Kapazität von jeweils 20.000 t eingesetzt.

Die Entkoppelung der Klinkermahlung vom Brennprozeß ist sehr ko­ stenintensiv, denn neben anfallenden Lager- und Transportkosten wird vor allem der Wärmeinhalt, der im warmen bzw. heißen Klinker nach seiner Kühlung noch vorhanden ist, nicht genutzt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung an­ zugeben, mit dem es möglich wird, die beiden Teilprozesse Klinker­ brennen und Klinkermahlen einander anzunähern oder so miteinander zu verbinden, daß weitgehend Lager-, Transport- und Energiekosten gegenüber bekannten Verfahren eingespart werden können.

Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und anlagenmäßig mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 6 gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren, zumindest einen Teil des Zementklinkers ohne Zwischenlagerung direkt nach seinem Austritt aus dem Klinkerkühler in mindestens eine Klinkermahlanlage zu för­ dern und zu vermahlen, ergeben sich deutliche Vorteile gegenüber dem nach dem Stand der Technik bisher üblichen Verfahren. So wird nicht nur die Zwischenlagerung des Zementklinkers zum überwiegen­ den Teil vermieden, sondern es kann mit Vorteil die Wärmeenergie, die noch im Zementklinker nach seiner Kühlung vorhanden ist, zur Trocknung feuchter Zuschlagsstoffe, beispielsweise Schlacke, Puzzolan, Flugasche, Sulfatträger etc. genutzt werden, so daß eine separa­ te Trocknung dieser Materialien in einer separaten Trocknungsanlage entfallen kann.

Unterschiedliche Feuchtegehalte können durch eine entsprechende Regelung des Kühlers, wodurch die Temperatur des aus dem Kühler austretenden Zementklinkers beeinflußt wird, berücksichtigt werden, so daß jederzeit eine vollständige Trocknung der feuchten Zu­ schlagsstoffe sichergestellt ist.

Auch der Ort der Zugabe der feuchten Zuschlagsstoffe zum Klinker läßt sich gemäß der Erfindung steuern. So können die Zuschlagsstof­ fe in die Fördereinrichtung zwischen dem Klinkerkühler und der Klin­ kermahlanlage eingespeist und dort mittels einer in der Fördereinrich­ tung installierten Mischvorrichtung mit dem Zementklinker innig ver­ mischt werden.

Es ist gemäß der Erfindung aber auch mit Vorteil möglich, die Zu­ schlagsstoffe bereits im Klinkerkühler, und zwar in der Abluftzone des Klinkerkühlers nach dessen Rekuperationszone dem Zementklinker zuzumischen, wobei zusätzlich durch eine dort installierte Mahlvor­ richtung, vorzugsweise einen Walzenbrecher, eine gemeinsame Vor­ mahlung vorgenommen werden kann, wodurch auch die Vermischung und die Trocknung intensiviert wird.

Die je nach Fahrweise des Kühlers warme bzw. heiße Abluft, die aus der Abluftzone des Klinkerkühlers abgezogen wird, dient nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung als Sichtluft für den Sichter (üblicher Sichter nach dem Stand der Technik) der Klin­ kermahlanlage, wobei sie je nach Bedarf durch einen in die Sichtluft­ zuleitung installierten Heißgaserzeuger weiter aufgeheizt werden kann, um beispielsweise ein Unterschreiten des Taupunktes der feuchten Abluft zu vermeiden.

Auf diese Weise entfällt eine zusätzliche Entstaubung der Klinkerküh­ lerabluft und es wird nur ein Ventilator für die Sicht- und Klinkerküh­ lerabluft mit entsprechend niedrigem Energieverbrauch benötigt. Der Klinkerkühler kann hierbei auf verschiedene Weise betrieben werden, und zwar

• - Klinkerkühlerkaltbetrieb mit niedriger Klinkertemperatur für weniger feuchte Zuschlagsstoffe
• - Klinkerkühlerheißbetrieb mit verminderter Kühlluftbeaufschlagung für höhere Klinkerendtemperaturen, um feuchte Zuschlagsstoffe durch innige Vermischung mit dem heißen Klinker zu trocknen.

Als Klinkerkühler wird vorzugsweise ein Rostkühler eingesetzt, bei dem entsprechend der Erfindung in der Abluftzone der Rost durch ei­ nen Schwingtrog mit zwei Ebenen und seitlicher Kühllufteinführung ersetzt sein kann, in den die feuchten Zuschlagsstoffe eingespeist werden können. Die Ausbildung des Schwingtrogs ist den besonderen Bedingungen angepaßt, die durch den gemeinsamen Transport von Klinker und Zuschlagsstoffen sowie der dabei stattfindenden Trock­ nung der Zuschlagsstoffe bestehen.

Zur Begrenzung der Bauhöhe und zum Betrieb eines hohen Material­ bettes ist er mit zwei Ebenen mit seitlicher Kühllufteinführung aus­ gebildet, wobei die obere Ebene dem Transport und der Kühlung/ Trocknung dient, während die untere Ebene dem Transport des Ma­ terialdurchfalls dient.

Um eine innige Vermischung der feuchten Zuschlagsstoffe mit dem heißen Klinker sicherzustellen, ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in der Abluftzone des Kühlers eine Mahl­ vorrichtung, vorzugsweise ein Walzenbrecher installiert, mit dem eine gemeinsame Vormahlung von Klinker und Zuschlagsstoffen durchge­ führt werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen zu in Zeichnungsfiguren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Fig. 1: einen Teil einer Zementproduktionsanlage in Form eines Flußdiagramms;

Fig. 2: einen schematischen Vertikalschnitt durch einen Kühler;

Fig. 3 bis 5: mögliche Kühlereinbauten in einem Kühler entspre­ chend der Fig. 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Zementklinkerkühler 10 zur Kühlung des den Drehrohrofen (in der Zeichnungsfigur nicht dargestellt) verlassenden Zementklinkers mit einem Zementklinkereinlauf 9 und einem Zementklinkerauslauf 11. Der Zementklinkertransport erfolgt innerhalb des Kühlers vorzugsweise auf einem Schubrost 8, der so ausgebildet ist, daß Kühlluft 24, die von unten gegen den Rost 8 bläst, durch den Rost 8 und durch das Zementklinkerbett auf dem Rost 8 strömt und dabei den Zementklinker kühlt.

Die durch die Abkühlung des Zementklinkers aufgewärmte Kühlluft wird aus dem Zementklinkerkühler 10, der in zwei Zonen unterteilt ist, nämlich in eine Rekuperationszone 23 und in eine Abluftzone 19, aus diesen beiden Zonen als entsprechend variable Teilmengen abgezo­ gen. Während die heiße Abluft 4 der Rekuperationszone 23 als heiße Sekundärluft in den Drehrohrofen eingeleitet wird, wird die aufge­ wärmte Kühlluft (Abluft) aus der Abluftzone 19 gemäß der Erfindung als Sichtluft über eine Leitung 15 in den Sichter 13 der Zementmahl­ anlage 20 eingespeist, wo sie ggf. durch einen Heißgaserzeuger 5 weiter aufgeheizt werden kann, und sie wird nach Verlassen des Sichters 13 über eine Leitung 25 einer Entstaubungsanlage 7 zuge­ führt und dort entstaubt. Aus der Anlage 7 wird das Fertiggut über Leitung 7' abgezogen. Falls erforderlich, kann eine Teilmenge der entstaubten Luft über eine Leitung 26 zum Sichtereingang zurückge­ führt werden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die aus dem Kühler 10 abgezogene Kühlluft zu warm sein sollte, während der Hauptanteil der entstaubten Luft über eine Leitung 7'' aus der Anlage 20 ausgetragen wird. Eine Leitung 27 sorgt schließlich mit den ent­ sprechenden Stellklappen 28, 29 für eine Einspeisung der aus dem Klinkerkühler abgezogenen Kühlluft direkt in die Entstaubungsanlage 7, falls infolge einer Betriebsstörung die Zementmahlanlage 20 still­ gesetzt werden muß.

Der aus dem Zementkühler 10 austretende noch je nach Prozeßfüh­ rung des Zementkühlers mehr oder weniger warme bzw. heiße Ze­ mentklinker wird über eine Fördereinrichtung 12 direkt zur Zement­ mahlanlage 20 gefördert und dort über eine weitere Fördereinrichtung 30 dem Sichter 13 aufgegeben. Feinkorn wird als Fertiggut aus dem Sichter 13 ausgetragen und in der Entstaubungsanlage 7 von der Sichtluft abgetrennt, während Grobkorn in der Mahlvorrichtung 14 aufgemahlen und erneut dem Sichter 13 zugeführt wird (die Sichter- Mühlen-Kreislaufmahlanlage entspricht dem Stand der Technik, wobei der gekühlte Klinker auch zuerst der Mahlvorrichtung 14 zugeführt werden kann). Das Mahlsystem, bei dem es sich auch um eine Vor­ mahlung handeln kann, ist somit direkt mit der Zementklinkerproduk­ tion mit Drehrohrofen gekoppelt, wobei ein Puffersilo 6 hilft, die An­ passung zwischen der Ofenproduktion und der Mahlkapazität zu op­ timieren.

In die Fördereinrichtung 12, mit der der noch warme bzw. heiße Ze­ mentklinker vom Zementkühler 10 zur Zementmahlanlage 20 geför­ dert wird, münden gemäß der Erfindung Leitungen 16, 17 zur Einspei­ sung insbesondere feuchter Zuschlagsstoffe, die so vor ihrer gemein­ samen Vermahlung mit dem Zementklinker durch diesen aufgrund des hohen Wärmeinhalts des Zementklinkers getrocknet werden. Um die Trocknung durch eine intensive Durchmischung zu optimieren, ist an der Einspeisestelle eine Mischvorrichtung 18 in der Fördervorrichtung 12 installiert. Alternativ kann über eine Leitung 17' wenigstens eine Teilmenge der feuchten Zuschlagsstoffe direkt in den Zementkühler 10, und zwar in dessen Abluftzone 18 dem Klinker zugemischt wer­ den, wobei durch eine an dieser Stelle innerhalb des Zementkühlers 10 installierte Mahlvorrichtung 21 eine gemeinsame Vormahlung des Zementklinkers mit den feuchten Zuschlagsstoffen erfolgen kann. Um die Zementklinker-Produktionsmenge der Kapazität der Zementmahl­ anlage 20 anzupassen, ist im Verlauf der Fördereinrichtung 12 vorge­ sehen, eine Teilmenge des Zementklinkers vor seiner Vermahlung über eine Leitung 31 auszuschleusen, auf ein Zwischenlager (das Zwischenlager ist in der Zeichnungsfigur nicht dargestellt) zu depo­ nieren und bei Bedarf wieder über die Leitung 32 in die Fördereinrich­ tung zurück einzuspeisen.

Weiterhin kann, um die Ofenkapazität möglichst flexibel an die Ze­ mentmahlanlage anzupassen, die Klinkermenge auch geteilt und die abgezweigte Teilmenge über eine Leitung 33 zu einer weiteren Mahl­ anlage gefördert werden.

Die Fig. 2 zeigt einen Zementklinkerkühler 10, der entsprechend der Erfindung sich gegenüber dem bekannten Stand der Technik in eini­ gen Konstruktionsmerkmalen unterscheidet. So befindet sich in der Rekuperationszone 23 eine Meßvorrichtung 3 zur Massen- und Wär­ mepotentialerfassung, um die Trocknung der feuchten Zuschlags­ stoffe, die über die Leitung 17' eingespeist und über die Mahlvorrich­ tung 21 mit dem warmen bzw. heißen Zementklinker gemeinsam vor­ gemahlen und vermischt werden, zu optimieren, indem die Aufgabe­ menge an feuchten Zuschlagsstoffen in Abhängigkeit von den Meß­ werten dieser Meßvorrichtung 3 geregelt wird.

Innerhalb des Zementklinkerkühlers 10 kann die Abluftzone 19 unter­ schiedlich ausgebildet sein. So kann der Zementklinkertransport durch einen Schwingtrog 22 mit zwei Ebenen - die obere Ebene dient dem Transport/der Kühlung, die untere Ebene dient dem Transport des Materialdurchfalls - ohne Staubsammeltrichter mit seitlicher Kühllufteinführung 39 ausgebildet sein mit gestufter oberer Trogober­ fläche 34 entsprechend der Fig. 3 mit etwa horizontalem Lufteintritt mittels über die Trogbreite angeordneter Schlitze 35, oder aber die obere Trogfläche ist glatt ausgebildet entsprechend der Fig. 5 mit Luftleitblechen 36 mit Tragflächenprofil und gesteuerten Klappen 37 im Takt der Schwingungen. Der Materialaustrag geschieht entspre­ chend der Fig. 4 über eine Materialaustragsschleuse 38, die gleich­ falls im Takt der Schwingungen gesteuert wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiel be­ schränkt, insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung des Klinker­ kühlers und der Klinkermahlanlage sowie auf das Flußdiagramm der möglichen Wege bezüglich der Kühlerabluft und des Zementklinkers zwischen dem Zementklinkerkühler und der Zementmahlanlage, son­ dern es sind darüber hinaus weitere Ausführungsbeispiele im Sinne der Erfindung, den Klinkerbrennprozeß mit der nachfolgenden Klin­ kervermahlung direkt ohne Zwischenlagerung miteinander zu ver­ knüpfen, gemäß der Erfindung möglich.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Zement, wobei die zur Zement­ herstellung benötigten primären Rohmaterialien auf Mehlfeinheit gemahlen und das so erzeugte Rohmehl in einem Ofen, vor­ zugsweise einem Drehrohrofen, zu Zementklinker gebrannt, der Zementklinker in einem Kühler gekühlt und danach gemeinsam mit Zuschlagsstoffen (Sekundärstoffen) in einer weiteren Mahl­ anlage auf Zementfeinheit gemahlen wird, dadurch gekennzeich­ net daß zumindest ein Teil des Zementklinkers ohne Zwischen­ lagerung direkt nach dem Austritt aus dem Kühler (10) in min­ destens eine Klinkermahlanlage (20) gefördert und dort zusam­ men mit dem Zuschlagsstoff vermahlen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insbe­ sondere feuchte Zuschlagsstoffe zu ihrer Trocknung vor der ge­ meinsamen Vermahlung mit dem Zementklinker dem noch war­ men Zementklinker zugemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Zuschlagsstoffe in der Abluftzone (19) des Kühlers (10) nach dessen Rekuperationszone (23) dem Zementklinker zuge­ mischt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abluftzone (19) des Kühlers (10) die feuchten Zuschlagsstoffe und der Zementklinker einer Vormahlung unterworfen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net daß die Kühlerabluft aus der Abluftzone (19) des Kühlers (10) als Sichtluft in der Klinkermahlanlage (20) eingesetzt wird.

6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder meh­ reren der vorhergehenden Ansprüche mit einer Rohstoffmahlan­ lage, einem Ofen vorzugsweise einem Drehrohrofen, dem ein Kühler vorzugsweise ein Rostkühler nachgeschaltet ist, und mit einer Klinkermahlanlage, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Klinkerauslauf (11) des Kühlers (10) über eine Förder­ einrichtung (12) mit der Klinkermahlanlage (20), bestehend aus einem Sichter (13) und einer Mahlvorrichtung (14), ver­ bunden ist, und daß
• b) die Klinkerkühlerabluftleitung (15) die Abluftzone (19) des Kühlers (10) mit dem Sichter (13) der Klinkermahlanlage (20) verbindet.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fördereinrichtung (12) Leitungen (16, 17) zur Einspeisung der Zuschlagsstoffe einmünden.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in die Fördereinrichtung (12) eine Mischvorrichtung (18) installiert ist.

9. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (17') zur Einspeisung der Zuschlagsstoffe in die Abluft­ zone (19) des Kühlers (10) einmündet.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abluftzone (19) des Kühlers (10) eine Mahlvorrichtung (21), vor­ zugsweise ein Walzenbrecher, installiert ist.

11. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, da­ durch gekennzeichnet daß in der Abluftzone (19) des Kühlers (10) ein Schwingtrog (22) mit zwei Ebenen und mit seitlicher Kühllufteinführung installiert ist.