DE2726119A1 - Rohmischung zum herstellen von feuerfestem hoch tonerdehaltigem zement - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ZELLENTIN ZWEIBRÜCKENSTR. 15 8OOO MÜNCHEN 22

TaschkentskiJ Nautschno-Issledo-

watelskij i Projektnyj Institut P 68

Stroitelnych Materialow 10. 6. 1977

"NIISTROMPROJEKT" AS/S

ROHMISCHÜKG ZUM HERSTELLEN VON FEUERFEST^ HOCH TONERDEHALTIGEM ZEMENT

Die vorliegende Erfindung betrifft die Zeaentindustrie, insbesondere eine Rohmischung zum Herstellen ^von feuerfeste¹¹

hochtonerdehaltigen Zement , der zur Verwendung in^er feuerfester Stoffe

Technologie/bestimmt ist.

Bekannt ist eine Rohmischung zum Herstellen ^von feuerfestem Tonerdezement , die Kalk und einen tonerdehaltigen Bestandteil enthält (s. F, M. Li "Khimiya tsementa"/ "Zementchemie"/, Moskau, 1961, S. 445.)

Um Zement aus dieser Mischung herzustellen, wird diese bei einer Temperatur von 1500 bis 155O⁰C gebrannt, was mit erheblichem Energieaufwand und der Notwendigkeit, hochfeuerfest gefütterte

/ Brennofen zu verwenden, verbunden ist.

Es ist auch eine Rohmischung zum Herstellen^von feuerfeste"» Tonerdezement bekannt, ^{aie sich aus} tech-

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nische* Tonerde, Kalziumoxid und unerheblicheAäengen von Silizium- und Eisenoxiden ^ira folgende¹¹ Verhältnis in tlasseprozent zusammengesetzt:

Technische Tonerde 72 bis 75

Kalziumoxid 22 bis 25

Silizium- und Eisenoxid unter 2 (Kravchenko I. V., Kuznetsova Ju. F., Gergert I. A. "Trudy sovetschaniya po khimii i tekhnologii tsemenP "/ "Veröffentlichungen zur Konferenz über Zementchemie und -technologie"/, 1965, Stroiizdat (Bauverlag), Moskau, 1967).

Aus dieser Rohmischung wird ein hoch/tonerdehaltiger feuereinem ° ^{7 ö}

feet Zement mi t/üb erwiegendem Gehalt an Kal^iucdialuxinat hergestellt, der eine iTeuerbeständigkeit des Zements von etv/a 1760⁰C gewährleistet.

Die feuerfesten Zemente werden aus dieser kischung durch Brennen bei einer Temperatur von 15OO bis

1550⁰C in Drehöfen hergestellt, was ebenfalls mit erheblichem Brennstoffverbrauch und schnellem Verschleiß der. feuerfesten Auskleidung verbunden ist.

Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile zu beseitigen·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Brenntemperaturen bei der Herstellung von feuerfestem hochjbcnerdehaltige⁰¹ Zement durch Intensivierung der Klinkerbildung aufgrund der Einführung katalytischer Zusätze in die jeweilige Hohmischung zu sensen.

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Diese Aufgabe wird durch ^eine

eines
Rohmischung zum Herstellen / feuerfesten hochtonerdehal-

tigen Zements, die einen Kalk- und einen Tonerdebestandteil

dadurch gelöst, daß sie als Hauptbestandteile aufweist, erfindungs^eu.aü/auch Chlorid^e zumindest eines der Metalle - Magnesium, Kalzium, Barium, Strontium, Natrium, Kalium— mit folgenden Verhältnissen der erwähnten Bestandteile in Masseprozent enthält:

Tonerdebestandteil

(umgerechnet auf Al₂O,) 69 bis 73

Kalkbestandteil

(umgerechnet auf CaO) 11 bis 23

Chloride der genannten Metalle 20 bis 4-

Vorzugsweise werden technische Tonerde als Tonerdebestandoder

teil und beispielsweise technisches Kalziumkarbonat / Kalkstein

als Kalbestandteil verwendet der letzte-

einem

re mi t/Minimal gehalt an Fremdstoff en, ^Die Chloride der erwähnten Metalle' (katalytische Zusätze) lassen sich einzeln oder im Gemisch miteinander in die Rohmischung einführen. Das Vorhandensein dieser Zusätze intensiviert den Vorgang der Klinkerbildung, weil ihre Anwesenheit in der Rohmischung die Bildung einer flüssigen Phase gewährleistet, die bereits bei einer Temperatur von ?0Q bis 900⁰C als Reaktionsmedium dient,

bilden

Das ReaktionsmediuQ / Salzschmelzen von Magnesium-, Kai·.. ziuai-, Barium-, Strontium-, Kalium- und Natriumchloriden, die gelöste Elemente der Ausgangskomponenten enthalten.

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Einführung von Chloriden der erwähnten Metalle bietet die Möglichkeit, die Temperatur der Klinkerbildung, die bei 1000 bis 1300^oC wirkungsvoll abläuft, erheblich zu erniedrigen.

Die Klinkerbildung erfolgt unter Verwendung jedes der_ge_

nannten Chloride hinreichend wirksam- Vom Standpunkt der Mn-

die

sparung aus ist es Jedoch zweckmäßig/ verbreiteter«! und billigeren Kalzium-, Magnesium-, Kalium-, Natriumchlorid*) zu verwenden.

Das Verhältnis der Bestandteile wird in der erfindungsge-

mäßen Rohmischung im wesentlichen ausgehend vo^m Gehalt

im Enderzeugnis "

an Kalziumdialuminat ^ ^derdie Zementeigenschaften (Feuerbeetändigkeit) bestimmt, gewählt.

Die Menge ^an Chloriden in der Rohmischung ist durch den erforderlichen Gehalt an Kalziumdialuminat im Enderzeugnis und die Brenntechnologie der Rohmischung bestimmt. Im Falle einer Brenntemperatur von 1000 bis 1100⁰C wird, zum Beispiel, eine größere Menge von Chloriden (15 bis 20 Masseprozent) genommen, und im Falle einer Brenntemperatur von 1200 bis 1300⁰C beträgt die Menge an Chloriden 5 bis 10/S.

Im Vergleich zu den Rohmischungen, die keine katalytischem Zusätze enthalten, bietet die erfindungsgemäße Rohmischung die Möglichkeit, die Brenntemperatur um 200 bis 35O°C zu erniedrigen. Dies gestattet es, den Lnergieaufwand und den spezifischen Brennstoffverbrauch zum Klinkerbrennen wesentlich zu vermindern«

Die chloridhaltige Rohmischung gestattet es, den feuer-

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festen hochjkonerdehaltigen Zement in hitzebeständig gefütterten

öfen herzustellen und die Lebensdauer der Wärmeaggregate zu verlängern.

Der aus der erfindungsgemäßen Eohmischung hergestellte Klinker zeichnet sich im Vergleich zu den bekannten durch eine höhere (1,2 bis 1,5fache) Vermahlungsfähigkeit aus, v/as die Reduzierung des Elektroenergieaufwandes für die Klinkermahlung ermöglicht.

Wegen der Entfernung von Fremdelenenten im Brennprozeß bietet außerdem das Brennen der chloridhaltigen Rohmiuchung die Möglichkeit, die bisherigen Reinheitseinschränkungen des verwendeten Rohstoffes zu vermindern.

Die erfindungsgemäße Rohmischung gestattet es, die Güte · des Zements durch die Erhöhung seiner Reinheit zu verbessern (die Feuerbeständigkeit oder Aktivität zu erhöhen).

Das Verfahren zum Aufbereiten der erfindungsgemäßen verlauft

fiohmischung / wie folgt:

Die Aus gangs komponenten werden gemeinsam oder getrennt unter deren anschließender Vermischung vermählen. "

Die in den entsprechenden MengenaingesetztenRohstofΓbestandteile v/erden im Trockenverfahren, bei dem alle Bestandtrockener

teile in / ^Form gemeinsam oder getrennt in ein Mahlaggregat eingeführt werden, oder im Naßverfahren unter Zugabe von

einer

25 bis 35 Mas3eprozent Wasser oder/wäßrigai Lösung der verwendeten Chloride zur Rohschlaamaufberuitung vermählen und vormischt. Zur Erzeugung^von Granulat werden 6 bis 9 Masseprozent

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Wasser oder wäßriger Lösung von Chloriden in die Trockenaischung eingeführt.

das) ^D*^{e dosierte und} homogenisierte trockene Rohmischung oder [Granulat oder/Schlamm werden einem Brennaggregat zugeführt, v;o das Gut bei Temperaturen von 1000 bis IJOO⁰G gebrannt wird.

Der hergestellte Klinker kann eine vorgegebene Menge von BestChloriden enthalten. Nach dem Brennen wird der Klinker abgekühlt und bis zur erforderlichen Teilchendisper^si^ät für die Zementherstellung vermählen.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung an

konkrete^GBeispieleⁿ erläutert: Beispiel 1.

Es wird eine Rohmischung zum Herstellen von feuerfeste¹¹ Tonerdezement mit folgender Zusammensetzung in Masseprozent aufoereitet:

Technische Tonerde

(umgerechnet auf A^O*) 73

Kalkstein

(umgerechnet auf CaO) 16

Kalziumchlorid 11

Die technische Tonerde wird durch Naßmahl^en bis zu einem fcück3tand von nicht über 10 Uasseprozent auf einem Sieb mit 65 um liaschenweite zerkleinert. Zum Kahlen der Tonerde v/erden J6 Ilasseprozent wäßriger KalziumchloridlöoUng zugesetzt Der entstandene tonerdehaltige Schlamm wird mit dem KaIk-

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schlamm vermischt, der durch Mahl^en des Kalksteines "bis zu einem Rückstand von 10 Masseprozent auf einem Sieb iait 63 J-. m liaschenweite aufbereitet wurde. Der erzeugte Schlarsa wird vorgetrocknet und bis zu einer Teilchengröße von 5 bis 20 am granuliert. Das Granulat wird in einem 6 m lanzen Drehofen mit 0,5 m (lichtem) Durchmesser bei einer Temperatur von 1100 bis 120O⁰C bis zum vollständigen Abschluß der Klinkerbildung gebrannt, was am H icht vorhandense in von ungebundenen Kalziumoxid geprüft wird.

Der hergestellte Klinker stellt im wesentlichen Kalziumdialuminat dar· Außerdem enthält er 5 bis 10% Kalziumnonoaluminat.

Der Klinker wird bis zu einem Rückstand von nicht über 10 Masseprozent auf einem Sieb mit 63 um !/.aschenweite zer— kleinert. Der hergestellte Zement zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

Druckfestigkeit in kp/cm :

nach 24 Stunden 290

nach 72 Stunden 515

Eeuerbeständigkeit in ⁰C 1750.

Beispiel 2.

Es wird eine Rohmischung zum Herstellen von feuerfestem Tonerdedment mit folgender Zusammensetzung in Masseprozent aufbereitet:

Technische Tonerde

(umgerechnet auf Al₂O,) 73

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Wäßriges Magnesiumchlorid

(umgerechnet auf UgC^ ) 4

Kalkstein

(umgerechnet auf CaO) 23

Die technische Tonerde wird gemeinsam mit dem Kalkstein in 12 bie 13%-iger wäßriger Magnesiunchloridlösung bis zu einem Rückstand von nicht über 10 Masseprozent auf einem Sieb mit 63 um Iv'aschenweite zerkleinert, wobei der aufbereitete Schlamm eine Feuchtigkeit von 33 bis 35% aufweist.

Der aufbereitete Schlamm v/ird einem Drehofen zugeführt, wo er in der Ofenzone mit einer Temperatur von 1OCO bis 1100⁰C zerstäubt wird. Darauf wird das Gut in die Ofenzone nit einer Temperatur von 1100 bis 1200⁰C befördert»

Der hergestellte Klinker stellt 80 bis 85%ig Kalziuiadialuminat dar· Der Klinker wird abgekühlt und bis zu einem Rückstand von nicht über 7 Masseprozent auf einem Sieb mit f.fm Maschenweite zerkleinert.

Der hergestellte Zement zeichnet sich durch folgende Ei-

genschaften aus:

Druckfestigkeit in kp/cm :

nach 24 Stunden 2^0

nach 72 Stunden 475

i'euerbeständigkeit in ⁰C 1700.

Beispiel 3·

Es v/ird eine Rohaischung zum Herstellen ^von feuerfeste⁰

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Tonerdezement ait folgender Zusammensetzung in Masseprozent aufbereitet:

Technische Tonerde

(umgerechnet auf AÜ^Oz) 69

Kalziumchlorid 15

Kaliumchlorid 4

Natriumchlorid 1

Technisches Kalziumkarbonat

(ungerechnet auf CaO) 11

Die technische Tonerde wird gemeinsam mit technischem

trockenen Kalziumkarbonat und / Chloriden der erwähnten Metalle bis zu einem Rückstand von nicht über 10 Liiasseprozent auf einem Sieb mit 62,iim Maschenweite zerkleinert und vermischt.

Das erzeugte Rohmehl v/ird auf 400 bis 5QQ°<-> vorgewärmt und im Schwebezustand in einem Kalzinator bei einer Temperatur von bis 1200°C bis zum vollständigen Binden von CaO gebrannt« Die Kontrolle auf freies Kalziumoxid erfolgt nach dem Äthylglyzeratverfahren.

Der hergestellte Klinker wird abgekühlt und bis zu einem Rückstand von 5 Masseprozent auf einem Sieb mit 62 ,j;m Waschenweite zerkleinert·

Der hergestellte Zement zeichnet sich durch folgende Eigenschaften ausι

Druckfestigkeit in kTv/cm :

nach 24 Stunden 245

nach ?2 Stunden 435

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Feuerbeständigkeit in ⁰C 1730.

Beispiel 4.

Es wird eine Rohmischung zum Herstellen ^von feuerfeste"¹ Tonerde zement mit folgender Zusammensetzung in Liasseprozeiit aufbereitet:

Technische Tonerde

(umgerechnet auf Al₂O,) 71

Natriumchlorid 8

Kalkstein

(umgerechnet auf CaO) 21

•^ie technische Tonerde wird ähnlich wie in Beispiel 2 zerkleinert und mit dem Kalkstein vermischt.

Der aufbereitete Rohschlamm v/ird ähnlich wie in Beispiel 1 vorgetrocknet, granuliert und gebrannt.

Der hergestellte Klinker stellt im wesentlichen (etwa 90#) Kalziumdialuminat dar. Der Klinker wird bis zu einem Rückstand von 10 Uasseprozent auf einem Sieb mit 63^m

J Liaschenweite zerkleinert.

Der hergestellte Zement zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

Druckfestigkeit in kp/cm :

nach 24 Stunden 24$

nach 72 Stunden 480

Feuerbeständigkeit in ⁰C 1730.

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.- vr-

Beispiel 5·

Es wird eine Robmischung zum Herstellen, von feuerfesten Tonerdezement mit folgender Zusammensetzung in Masseprozent aufbereitet:

Technische Tonerde

(umgerechnet auf Αί^Οχ) 71

Kalkstein

(umgerechnet auf CaO) 21

Natriumchlorid 3 t 4·

Kaliumchlorid 4,6.

Die Kohmischung wird ähnlich wie in Beispiel 1 aufbereitet. Das Granulat wird getrocknet und auf 550 bis 6D0°C vorgewärmt und danach in einem Wärmeaggregat bei einer Temperatur von 1100 bis 1200⁰C gebrannt.

Der hergestellte Klinker wird abgekühlt und bis zu einem, Rückstand von nicht über 7 Masseprozent auf einem Sieb mit um Maschenweite z&rkleinert. Der hergestellte Zement zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

Druckfestigkeit in kp/cm :

nach 2Pt Stunden 255

nach 72 Stunden 500

Beuerbcständigkeit in ⁰C 1740.

Beispiel 6,

Es wird eine Rohmischung zum Herstellen von feuerfesten Tonerdezement mit folgender Zusammensetzung in Masseprozent aufbereitet:

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Technische Tonerde

(UBCerechnet ^au^ A^O* ) 69

(magere chnec auf CaO) 11

Kalziumchlorid 20.

Die Rohmischung wird gemäß Beispiel 1 aufbereitet und gebrannt« Der hergestellte Klinker wird abgekühlt und bis zu einem Rückstand von nicht über 7 Masseprosent auf einem Sieb mit 63 im Maschenv/eite zerkleinert. Der hergestellte Zement zeichnet sich durch folgende Eigenschaften au3:

Druckfestigkeit in kp/cm :

nach 2M- Stunden 260

nach 72 Stunden 510

Feuerbeständigkeit in ⁰C 1730.

Beispiel 7.

£s wird eine Rohmischung zum Herstellen von feuerfestem Tonerdezement mit folgender Zusammensetzung in tias^eprozont aufbereitet:

technische Tonerde

(umgerechnet auf iü^O,) 71

Bariumchlorid 6

Kaliumchlorid 2

Natriumchlorid 2

Kalkstein

(umgerechnet auf CaO)

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Die Rohmischung wird gemäß Beispiel 2 aufbereitet und gebrannt· Der hergestellte Klinker wird abgekühlt und bis zu einem fiückstand von nicht über 7 Lüasseprozent auf einem Sieb mit 63 '.;m Maschenv/eite zerkleinert. Der hergestellte Zement zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

ρ Druckfestigkeit in kp/cm :

nach 24 Stunden 285

nach 72 Stunden 530

Feuerbeständigkeit in ⁰C 1725. Beispiel 8,

Es wird eine Rohmischung zum Herstellen von feuerfeste¹¹ Tonerde zement mit folgender Zusammensetzung in liasseprozent aufbereitet:

Technische Tonerde
(umgerechnet auf Al₂O,) 70 Kalkstein

(umgerechnet auf CaO) 18 Strontiumchlorid 12·

Die Rohmischun^ wird ähnlich wie in Beispiel 3 aufbereitet und gebrannt. Der hergestellte Klinker wird abgekühlt und bis zu einem Rückstand von nicht über 7 Masseprozent auf einem Sieb mit 63 Ji;m iiiaschenweite zerkleinert, Jer hergestellt te Zement zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

Druckfestigkeit in kp/cm :

nach 24 Stunden 285

nach 72 Stunden 530

Feuerbeständigkeit in ⁰C 1740,

V '

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Claims (1)

1. P 68

   PATENTANWÄLTE " ~ 10. 6. 1977

   ZELLENTIN

   Z WEIBRÜC KENSTR. 15 AS/S

   ÜOOO M ü N C H E N 2 2

   Rohmiüchung zum Herstellen von feuerfestem hoch^onerdehaltige^m Zement , die einen Kalk- und einen Tonerdebestandteil als Hauptbestandteile aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß sie auch^Chlorid^zurnindest ein

   eines

   <->/ der Metalle - Magnesium. Kalzium. Barium. Strontium. Naenthalt und

   trium, Kalium - / feilende Verhältnisse der erwähnten Bestandteile in iiasseprozent ^^fwe^-st:

   Tonerdebestandteil

   (umgerechnet auf Δ^Οχ) 69 bis 75

   Kalkbectandteil

   (umgerechnet auf CaO) 11 bis 2}

   Chloride der genannten Metalle 20 bis 4.

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