BE1032880B1 - Regelung einer Klinkerherstellung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Klinkerherstellung mit einer aktiven Regelung auf Basis der Reaktivität des Klinkers.

Description

; BE2024/5552

Regelung einer Klinkerherstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur Klinkerherstellung mit einer aktiven Regelung auf Basis der Reaktivität des Klinkers.

Zementklinker als reaktiver Hauptbestandteil eines Portlandzements wird aus den

Rohstoffen Kalkstein, Ton, Sand und Eisenerz hergestellt. Die benötigte Reaktivität des

Klinkers wird in einem thermischen Prozess erzielt, indem die zu Rohmehl gemischten

Ausgangsstoffe in einer Sinterreaktion zu Zementklinker umgesetzt werden.

Zementklinker besteht im Wesentlichen aus den Klinkermineralen Tricalciumsilikat (C3S,

Alit), Dicalciumsilikat (C2S, Belit), Tricalciumaluminat (C3A) und

Tetracalciumaluminiumferrit (C4AF). Die natürlichen Rohstoffe Kalkstein, Ton, Sand und

Eisenerz müssen in einem ausgewählten Verhältnis gemischt sein, dass sich in dem thermischen Prozess auch die Klinkerminerale gemäß der gewünschten

Zusammensetzung bilden können. Portlandzementklinker besteht dann üblicherweise aus 40 bis 70 Gew.-% C3S, 10 bis 25 Gew.-% C2S, 3 bis 15 Gew.-% C3A und 5 bis 15 Gew.-% C4AF. Die Zusammensetzung des Klinkers nach Mineralen kann weiter variieren, wenn besondere Eigenschaften des Klinkers hinsichtlich der Farbe (kein oder wenig C4AF) oder der Dauerhaftigkeit (kein oder wenig C3A) gefordert werden. Die

Calcium-Aluminat-Belit Klinker werden abweichend mit mindestens einem sulfathaltigen

Rohmaterial hergestellt, so dass an Stelle des C3S die Phase C4A3S (Tetracalcium-

Aluminat-Sulfat) gebildet wird.

Die Klinkerherstellung verursacht den größten Anteil an CO2-Emissionen bei der

Zementherstellung. CO» aus der Entsäuerung des Kalks kann nur durch eine CO»

Abscheidung aus dem Rauchgas reduziert werden. Die Verfügbarkeit CO»-freier calciumreicher Materialien ist beschränkt auf zum Beispiel feinteilige Stäube aus der

Betonverwertung. Solange also Portlandzementklinker die Basis von Zement ist, kann man einer CO2-Emission nur bedingt ausweichen. Die für den Prozess notwendige

Energie wird aus der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe verbunden mit erheblichen CO» Emission gewonnen. Die technische Entwicklung fokussiert daher auf

Verfahren mit reduzierten CO2 Emissionen (CO2-Abscheidung, Oxyfuel) bei der

Klinkerherstellung und auf der Reduktion des Klinkeranteils im Zement. Erst in Jüngster

Zeit wird auch überlegt, kohlenstoffhaltige Brennstoffe mit dem Ziel der CO2-Vermeidung durch wasserstoffhaltige Brennstoffe, zum Beispiel Ammoniak oder Wasserstoffgas zu ersetzen.

Wird bei der Verbrennung der Brennstoffe auch Asche gebildet geht diese zum Großteil in dem Klinker auf. In der Mischungsberechnung wird die Asche als eigene Komponente berücksichtigt. Die flüchtigen Bestandteile der Brennstoffasche gehen in die Gasphase über und reichern sich durch wiederholte Kondensation und Verflüchtigung in Kreisläufen an. Die Art und Zusammensetzung der Brennstoffasche ist heute mit einer zunehmenden

Anzahl alternativer Brennstoffe, die vielfach aus Rückständen anderer Prozesse oder aus

Abfall bestehen, verändert. Ein gutes Beispiel ist Phosphor aus Tiermehl, das in den

Klinker eingebunden wird und bei erhöhten Gehalten die C2S Bildung stört, und damit zu einer reduzierten Reaktivität des Klinkers führt. Genauso können unter ungünstigen

Umständen Aluminiummetallbestandteile in den Brennstoffen (z.B. aufbereitete

Tetrapaks, Staniol) unvollständig im Klinker resorbiert sein. Als Bestandteil des Zements kann dieses elementare Aluminium eine Wasserstoffgasbildung auslösen, die mit nachteiligen Eigenschaften in Beton durch eine zusätzliche Porosität verbunden ist.

Aus der DE 10 2021 200 561 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Anlage zur

Herstellung und/oder Handhabung von Zementklinker bekannt.

Das Ziel muss also sein, einen Klinker mit ausgezeichneter Reaktivität bei minimal notwendigen CO2 Emissionen und Brennstoffkosten herzustellen ohne schädliches elementares Aluminium, der auf Basis seiner Reaktivität eine maximale

Klinkersubstitution im Rahmen der geplanten Anwendung und Normen ermöglicht. Die

Erzeugung von Reaktivität ist das grundlegende Interesse an der Klinkerherstellung;

Reaktivität von Klinker wird aber nicht am Klinkerherstellungsprozess, sondern in der

Regel erst nachgelagert anhand der Druckfestigkeit in Mörtelversuchen — abgeschätzt.

Es fehlt also eine kontinuierliche Bestimmung der Reaktivität bei der Klinkerherstellung und ein automatisierter Regelkreis, diese Reaktivität zu gewährleisten und den schädlichen Einfluss von elementarem Aluminium zu reduzieren, idealerweise auf einem unkritischen Niveau zu stabilisieren, um den Kostenvorteil solcher in der Regel kostengünstiger Brennstoffe zu nutzen.

Die heute genutzten Regelkreise mit Klinkerproben betrachten meist nur den Freikalk, selten auch den C3S Gehalt für die vollständige chemische Umsetzung der

Rohmaterialien zu Klinker. Der vollständige Umsatz der Rohmaterialien (Rohmehl) wird durch den Energieeinsatz bei gleichzeitiger Minimierung der Brennstoffkosten erreicht.

Die Reaktivität und die schädlichen Bestandteile des Klinkers werden nicht beachtet.

Reaktivität ist eine nur bei definierten Rahmenbedingungen ermittelbare Eigenschaft einer chemischen Verbindung mit anderen Stoffen eine chemische Reaktion mit einer messbaren Reaktionsrate oder Reaktionsintensität zu durchlaufen. Reaktivität kann nur in einem definierten Verfahren relativ bewertet und beschrieben werden, da zum Beispiel in die Reaktionskinetik Größen wie zum Beispiel eine verfügbare Oberfläche oder die

Auswirkungen von Spurenelementen oder der Temperatur eingehen.

Chemische Stoffe sind dann hinsichtlich Ihrer Reaktivität vergleichbar, wenn in einem

Prozess immer der gleiche Reaktionsumsatz erzielt wird. Abweichungen in der

Reaktionskinetik können dann genutzt werden, Prozesse beispielsweise bei der

Zementherstellung so einzustellen, dass eine Zielreaktivität erreicht wird. Beispielsweise können PartikelgrôBen des Zements in einem Zerkleinerungsprozess so eingestellt werden, dass Reaktivitätskennwerte — zum Beispiel eine Wärmeumsatz nach einer definierten Zeit oder einen maximalen Wärmeumsatz — auch an zeitlich hintereinander liegenden Proben konstant bleiben.

Will man die Reaktivität eines hinsichtlich der Kornverteilung inhomogenen Materials zum

Beispiel Klinker bewerten, muss zunächst einem Zerkleinerungsprozess das Kornbild normiert werden. Nach dieser Normierung ist auch das inhomogene Material hinsichtlich der Reaktivität zu unterschiedlichen Zeitpunkten vergleichbar. Die Reaktivität eines

Klinkers ist nicht Bestandteil einer Normprüfung. Bisher wird die Reaktivität eines Klinkers mit einer angelehnt an die für Zemente vorgeschriebene Festigkeitsuntersuchung nur gelegentlich geprüft. Die zusätzliche Druckfestigkeitsprüfung verursacht zusätzlichen

Aufwand insbesondere für die Normierung der Korngröße.

Erkenntnisse zur Klinkerqualität aus der Untersuchung an den daraus hergestellten

Zementen können aber aufgrund des etwa vierzehn Produktionstage großen

Klinkerlagers zwischen der Klinkerherstellung und der Zementherstellung nur schwer definierten Klinkerproduktionsperioden zugeordnet werden. Ein aktiver Regeleingriff ist aufgrund des Zeitabstands zur Produktion nicht möglich. Zementwerke prüfen daher nur in unregelmäßigen Abständen, üblicherweise wöchentlich bis Jährlich, die

Klinkerreaktivität in einem Laborexperiment. Hierzu wird der Klinker in einem definierten

Verfahren mit einer Laborkugelmühle auf eine festgelegte Feinheit, zum Beispiel 3000

Blaine, vermahlen und mit Sulfatträger versetzt. Die Reaktivität des Klinkers wird dann analog zur Druckfestigkeitsbestimmung an Zementen mit einer Bestimmung der

Mörteldruckfestigkeit zu bestimmten Zeitpunkten bewertet. Der Zeit- und Personalbedarf dieses weitgehend manuell durchgeführten Verfahrens ist erheblich. Die

Druckfestigkeitsbestimmung an Mörteln ist neben dem Zeitverzug zur Produktion mit einem erheblichen Analysefehler beaufschlagt, zum Beispiel gemäß ISO 679 (2009), so dass diese Methode zur Reaktivitätsbestimmung von Klinker in der laufenden

Prozesskontrolle nicht eingesetzt wird.

Mit einem automatisiertem isothermen Wärmeflusskalorimeter (Kalorimeter) ist es heute möglich, auch bei kurzen Messzeiten verlässlich Reaktivität von Zementen zu bestimmen. Mit diesem automatisierten Kalorimeter können im laufenden Prozess hinsichtlich der Feinheit an normalisierten Klinkerproben Reaktivitätswerte ermittelt und auch mit anderen Reaktivitätswerten verglichen werden. Mit diesem Verfahren ist es möglich, den Klinkerherstellungsprozess zeitnah hinsichtlich der Reaktivität zu überwachen.

Aus der WO 2023 / 094 410 A1 ist eine Anlage mit einem Probenlager zur Vorbereitung eines Probematerials der Zement- oder Kalkindustrie auf eine kalorimetrische Messung bekannt.

Alle Verfahren auf Basis chemischer und auch mineralogischer Analysen bilden jedoch nicht die tatsächliche Reaktivität des Klinkers ab, sondern sie erlauben nach Verbindung der chemischen und mineralogischen Beobachtungen den Abgleich mit historischen

Analysen, insbesondere der Druckfestigkeit. In Verbindung mit dem Erfahrungswissen kann eine erwartete Reaktivität auf Basis von Wahrscheinlichkeiten prognostiziert werden. Auch bei dieser Prognose ist eine wesentliche Einschränkung der systematische

Fehler der Festigkeitsanalyse (ISO 679 (2009)).

Die Qualitätssicherung an Klinker ist bisher mangels analytischer Verfahren zunächst auf die Überprüfung der chemischen Zusammensetzung und dann des Freikalkgehalts und der mineralogischen Analyse reduziert. Weicht einer der kritischen Parameter vom

Sollwert ab, wird der Klinker in ein separates Lager ausgeschleust und dann später in zulässigen Gehalten der Vermahlung zu dem Endprodukt Zement so zugemischt, dass die gewünschten Zementeigenschaften nicht geschädigt werden oder die Abweichung von den Zementeigenschaften toleriert werden muss.

Auch der Ofenbetrieb selbst nimmt Einfluss auf die Reaktivität des Klinkers. Mit der

Betriebsweise des Ofens — zum Beispiel der Umdrehungsgeschwindigkeit - kann über das Kristallwachstum das Mikrogefüge eines Klinkers im Sinterprozess gesteuert werden.

Bei der Zementherstellung wird dann in der Industriemühle, abhängig von der primären

KristallgröRe im Klinker neue Oberfläche der jeweiligen Klinkermineralsorte erzeugt.

Ändert sich in dem folgenden Zerkleinerungsprozess der Aufschluss der Klinkerphasen, zum Beispiel die Oberfläche der einzelnen Klinkerphasen, ändert sich auch das

Reaktionsverhalten des Zements (Enders, Müller, Matschei: hnttps://doi.org/10.1016/j.cemconres.2024. 107613).

Die Mikrogefüge eines Klinkers können mikroskopisch untersucht werden (D. Campell (1999): Microscopical Examination and Interpretation of Portland Cement and Clinker; C.

Buchanan (2003): Silicate Crystal Size versus Kiln Speed in Portland Cement Clinker).

Soweit an einer dieser mikroskopisch untersuchten Klinker sowohl Daten zur

Prozessführung als auch zum Beispiel einer Druckfestigkeitsuntersuchung vorliegen, ist also der Einfluss des Mikrogefüges auf die Reaktivität abzuleiten. Mikroskopische

Verfahren können so zu einem verbesserten Ofenbetrieb und einer verbesserten

Zementqualität beitragen. Mikroskopische Verfahren erfordern jedoch bei geringer

Automation die subjektive Interpretation des beobachteten Mikrogefüges durch einen

Beobachter und sie werden ohne ausreichende Wiederholungsfrequenz und einer unzureichenden Statistik aufgrund der geringen bearbeiteten Volumina nicht in einer kontinuierlichen Prozesskontrolle eingesetzt werden.

In der Klinkerherstellung werden heute neben klassischen Energieträgern wie Kohle,

Erdöl und Erdgas auch in großer Bandbreite alternative Brennstoffe wie zum Beispiel

Kunststoffabfälle, Reifen und Lösungsmittel oder in Zukunft auch Ammoniak oder

Wasserstoff eingesetzt. Entscheidendes Kriterium ist dabei zunächst, im Ofen die für eine

Umsetzung des Rohmehls zu Klinker erforderliche Temperatur von ca. 1450 °C bereitzustellen. Hier bei müssen auch häufige Brennstoffwechsel berücksichtigt werden und die Auswirkung auf das Rohmehl muss korrigiert werden.

Darüber hinaus nehmen die Brennstoffe jedoch auch Einfluss auf die Ofenatmosphäre und damit auf Reaktionen des Brennguts und des Abgases. Das Abgas kann bei kohlenstoffreichen Brennstoffen, zum Beispiel Anthrazit, Petcoke oder Reifen, nahezu ausschließlich aus CO» und abhängig vom Brennstoff aus Anteilen an SO», beispielsweise bei Reifen oder Petcoke als Brennstoff, bestehen. Werden

Kohlenwasserstoffe wie Öl, Gas oder Lösungsmittel als Brennstoff eingesetzt, liegt zudem im Abgas ein geringerer Anteil an CO2 und ein erhöhter Anteil an Wasser vor.

Insbesondere das Wasser kann dann zu einer verstärkten Verflüchtigung der Alkalien beitragen und so Kreisläufe dieser Elemente im Ofen bewirken. Man muss also davon ausgehen, dass insbesondere bei häufig wechselnden Brennstoffen auch die

Zusammensetzung der Ofenatmosphäre verändert wird.

Im heißen Bereich des Ofens gehen abhängig von der Ofenatmosphäre und der

Temperatur Alkalien, Schwefel und Chlor in die Gasphase über. Im Gegenstrom werden diese flüchtigen Verbindungen mit dem Rauchgas in kältere Ofenbereiche verfrachtet und kondensieren bei Erreichen des Taupunkts — üblicherweise zwischen 1100 °C bis 900 °C.

Häufig reagieren die Flüchtigen nach Kondensation mit dem Freikalk (CaO) und werden dann als Feststoff wieder dem Ofen zugeführt oder aber sie verbleiben als Ansatz auf den Ofenwänden. Die Einbindung der kritischen flüchtigen Bestandteile im Rauchgas erfolgt vollständig, begünstigt durch das Unterschreiten der Taupunkte und den hohen

Freikalküberschuss. Mögliche Hochtemperaturphasenreaktionen flüchtiger Bestandteile des Rauchgases und Feststoffe am Beispiel der Zementindustrie haben zum Beispiel

Enders&Haeseli (2010, Cement International: (PDF) Reactions of alkalis, chlorine and sulfur during clinker production (researchgate.net) beschrieben.

Der Grad der Verflüchtigung von Alkalien, Schwefel, und Chlor und damit die im Kreislauf befindliche Masse wird vom Wassergehalt der Ofenatmosphäre beeinflusst.

Alkalichloride zum Beispiel werden vollständig in die Gasphase überführt und kondensieren am Ofeneinlauf. Eine Korrektur des Kreislaufs kann nur durch einen

Bypass mit einer Gasauschleusung erreicht werden. Diese flüchtigen Phasen stören zwar den Ofengang, aber nicht die Klinkerreaktivität.

Die Verflüchtigung von Alkalischwefelverbindungen wird durch wasserhaltige Rauchgase zum Beispiel mit den Brennstoffen Gas und Lösungsmittel begünstigt. In diesem Fall werden Kreisläufe aufgebaut. Trockene Rauchgase nach der Verbrennung von Petcoke oder Anthrazit begünstigen einen Verbleib des Schwefeloxids in Klinker meist im C2S durch eine gekoppelte Substitution von Silizium durch Aluminium und Schwefel. (Enders,

M (2018): The times they are changin’, Worldcement 02/2018; Sandberg, Enders &

Teutenberg (2020): When dreams come true.- Worldcement 11/2020).

Alkaliverbindungen im Klinker sind meist in Wasser leicht löslich. Erhöhte

Alkalikonzentrationen in der Porenlösung von hydratisierenden Zementen ändern das

Reaktionsverhalten von Zementen hinsichtlich der frühen Hydratation (beschleunigt) des

Klinkers und einer reduzierten Endfestigkeit. Schwefel substituiert gekoppelt mit

Aluminium bevorzugt Silizium im C2S und bestimmt damit auch das Reaktionsverhalten des C2S. Dieser Effekt wird zum Beispiel bei der Klinkermineralisation gezielt genutzt, die Bildung des C3S gegen das C2S einzustellen.

In der Summe wird also die Reaktivität von Klinker durch Rohmaterialien, den

Brennstoffen, der Prozessführung und die eingesetzte Technik bestimmt. Diese

Komplexität kann in einem auf Klinkerchemie und -mineralogie basierenden Regler nicht vollständig gelöst werden. Die Klinkerreaktivität wird in der industriellen Praxis selten prozessbegleitend bestimmt und ist in der Prozesskontrolle mangels automatisierter analytischer Verfahren nicht präsent.

Ein insgesamt konsistenter Klinker gleichbleibender Reaktivität ist die Grundlage für eine

Reduktion von Sicherheitsreserven bei der Zementherstellung und damit eine nachhaltigere Zementherstellung. Die Reaktivität des Klinkers bestimmt über seine

Hauptbestandteile und seiner Feinheit im Zement maßgeblich die Zementeigenschaften.

Ab dem Klinkersilo können keine Änderungen der Materialzusammensetzung mehr erfolgen. Die Ofenmehlanalyse wird genutzt, um das dem Silo entnommene Material mit der Sollzusammensetzung zu vergleichen. Dies ist dann von Bedeutung, wenn zum

Beispiel durch die Rückführung von Stäuben vor dem Silo die Zusammensetzung des

Materials nach der Rohmühle noch verändert wurde. Mit der Heidmehlanalyse wird der

Entsäuerungsgrad im Kalzinator/Ofeneinlauf und die Aufkonzentration von Alkalien,

Schwefel und Chlor in Kreisläufen überwacht. Die Analyse des Bypassstaubs erlaubt in

Verbindung mit Meßwerten am Heißmehl die Überwachung und Regelung der

Klappenstellung des Bypasses zur Ausschleusung von Abgasteilstrômen zur Reduktion der Kreislaufbeladung. Am Klinker sind diffraktometrische Analysen wichtig, um am

Freikalkgehalt den Umsatz des Rohmehls zu Klinker und an zum Beispiel dem C3S Wert den Einfluss von Neben- und Spurenelementen auf die Klinkerphasenbildung zu bewerten. Keine der dabei durchgeführten Analysen gibt eine Prognose zur Qualität des

Klinkers. Vielmehr werden über chemisch-mineralogische Parameter potenziell instabile

Betriebsbedingungen des Ofens erfasst, und über die Anpassung der zugeführten Menge an Brennstoff zur Steuerung des Freikalks oder Ausschleusung von Kreislaufelementen kritische Betriebsbedingungen vermieden.

Eingriffe in den Ofenbetrieb umfassen die Drehzahl des Ofens, um Durchsatz und

Verweilzeit zu ändern, die Verteilung von Brennstoffen auf Haupt- und Kalzinatorbrenner, um einen ausreichenden Zufluss von Sauerstoff zu gewährleisten und um einen reduzierenden Ofenbetrieb zu vermeiden oder die Kontrolle der Sintertemperatur über den aufgegebenen Brennstoff. Die aufgenommenen Daten helfen den Prozess zu stabilisieren. Die auf den Ofen aufgegebene Energiemenge ist dabei ein Maf für eine ausreichende Energie, um das Rohmaterial vollständig umzusetzen.

Die Regelung eines Drehrohrofens zur Klinkerherstellung erfolgt im Leitstand durch

Menschen, die chemisch-mineralogische Daten in Entscheidungen für die

Prozessführung übersetzen. In der Industriellen Praxis werden auf unterschiedlichen

Wegen chemische Parameter und Prozessparameter im Leitstand zur Anzeige gebracht und der augenblickliche Betriebszustand wird bewertet und aufgrund der zur Verfügung stehenden Daten werden Eingriffe in den Prozess durchgeführt, mit dem Ziel einen vollständigen Umsatz der Rohmaterialien zu Klinker mit einem ökonomischen

Brennstoffeinsatz zu erzielen. Die Komplexität neuer Technik, neuer Rohstoffe und alternativer Brennstoffe inklusive des Einflusses von Spurenelementen erzeugen neue

Wirkketten bei der Klinkerherstellung, die nicht mehr einfach überschaubar sind oder nur durch einfache Eingriffe in den Ofenprozess quantitativ beherrschbar sind.

An dieser Stelle bietet künstliche Intelligenz (Kl) neue komplexe Lösungskonzepte an (Neumann et al: From process control to quality prediction: Artificial intelligence in clinkering process control.- ZKG International 03/2021; Marton & Enders: The future of process control.- Int. Cem. Review October 2021). Künstliche Intelligenz kann aus großen

Datensätzen auch weniger offensichtliche Zusammenhänge identifizieren und unter

Anleitung von Experten in Prozessmodelle überführen. Im laufenden Betrieb können solche Modelle dann anhand neu kommender Daten weiter elaboriert (trainiert) werden.

Die Regelkreise am Klinkerofen zielen zum einen auf die Einstellung einer gewünschten chemischen Zusammensetzung aus dem Rohmehl, die mit Hilfe spektroskopischer und diffraktometrischer Materialanalysen überwacht werden und zum andern auf die

Stabilisierung von Prozessparametern bei einem minimalen Einsatz elektrischer und thermischer Energie über eine Regelung des Brennstoffeinsatzes, der Temperaturen und der Druckverhältnisse. Beide Regelsysteme verlaufen parallel und können nur eingeschränkt zum Beispiel bei der Sintertemperatur durch Brennstoffaufgabe und

Freikalkgehalt unter Annahme der korrekten chemischen Zusammensetzung des

Rohmehls korreliert werden. Die tatsächliche Reaktivität des Klinkers ist unbekannt.

Ein Ziel muss dabei sein, dass auch bei einem dem Anschein nach ruhigen Ofenbetrieb bei minimalen Kosten eine gewünschte Klinkerqualität hergestellt wird. Eine solche

Lösung erfordert die Zusammenführung bisher unabhängigen chemischen Daten und

Prozessdaten über eine relevante Messgröße, die über sowohl auf der Materialseite als auch der Prozessseite beeinflusst werden kann und zeitnah erfasst wird. Eine solche

Lösung erfordert ein Messinstrument für Reaktivität und eine Software zur Regelung der

Reaktivität. Mit einer künstlichen Intelligenz sind dann auch heute nur qualitativ verstandene Zusammenhänge auch in komplexen Systemen quantitativ abzubilden und zur Regelung der Klinkerherstellung nützlich.

Aus der nachveröffentlichten DE 10 2023 107 837 ist eine Zugaberegelung des

Sulfatträgers für Zement bekannt.

Aus der DE 10 2014 113 548 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Werkstoffs bekannt.

Ziel einer Regelung der Klinkerherstellung mittels der Klinkerreaktivität muss es also sein, mit einem Regelalgorithmus zugleich stoffliche Eigenschaften unterschiedlicher

Materialien und Prozesseigenschaften zu erfassen, und die Parameter anhand aktueller

Reaktivitätswerte so zu stellen, dass die Klinkerproduktion durch einen jeweils definierten

Eingriff zu einer gewünschten Klinkerreaktivität und die Konsistenz des Klinkers so zu verbessern, dass nachgelagerte Prozesse wie die Zementherstellung mit einem gleichmäßigeren Klinker beschickt werden kann. Weiter ist es vorteilhaft auch andere die

Klinkerqualität beeinflussende Parameter, wie zum Beispiel der Gehalt an elementarem

Aluminium im Klinker, zu bestimmen und zu regeln.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen

Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung von Klinker in einer Anlage zur

Herstellung von Klinker. Hierbei kann das Verfahren auf jeder beliebigen bekannten

Anlage nach dem Stand der Technik durchgeführt werden. Die Anlage weist wenigstens eine Rohmühle, ein Rohmehllager, eine Brennvorrichtung und ein Produktlager auf. Die

Brennvorrichtung besteht üblicherweise aus einem Vorwärmer, einem optionalen

Calcinator und einem Drehrohrofen. Zwischen der Brennvorrichtung und dem

Produktlager ist üblicherweise ein Materialkühler angeordnet. Die Edukte werden in der

Rohmühle zu Rohmehl gemahlen. Das Rohmehl lagert anschließend im Rohmehllager,

11 BE2024/5552 was eine Produktionssicherheit für meist 2 bis 10 Tage gewährleistet, was wiederum der durchschnittlichen Verweilzeit des Rohmehls im Rohmehllager entspricht. Das Rohmehl wird aus dem Rohmehllager in die Brennvorrichtung gefördert und dort thermisch behandelt. Das fertige Produkt, der Klinker, wird zumeist in einem Materialkühler abgekühlt und anschließend in das Produktlager verbracht. Dieses entspricht wie bereits ausgeführt dem üblichen Verfahren zur Herstellung von Klinker.

Dabei werden kontinuierlich die Betriebsparameter der Rohmühle und der

Brennvorrichtung erfasst. Weiter wird eine Zielreaktivität für das Produkt vorgegeben, die sich aus dem herzustellenden Produkt den dafür geltenden normierten Anforderungen ergibt.

Das Verfahren weist weiter die folgenden Schritte auf: a) Entnahme einer Probe nach der thermischen Behandlung in der

Brennvorrichtung, b) Aufarbeitung der Probe,

C) Chemische Analyse der Probe, qd) Kristallografische Analyse der Probe, e) Bestimmung der Reaktivität der Probe,

Das Aufbereiten der Probe in Schritt b) ist üblicherweise mehrstufig und umfasst ein grobes Zerkleinern, beispielsweise in einem Brecher, ein homogenisieren der Probe, gegebenenfalls auch mehrerer Proben und die Reduktion der Probenmenge auf ein sinnvolles Maß. Je kleiner die Probe ist, umso stärker können sich Innomogenitäten auswirken und es kann dadurch dazu kommen, dass die Probe nicht repräsentativ für das Material ist. Es ist daher besser, zunächst eine grôBere Probe zu nehmen, diese zu homogenisieren, was meist ein Zerkleinern mit umfasst, und dann daraus die eigentliche

Probe in der notwendigen Größe zu nehmen. Auch diese Vorgehensweise ist in der

Zementindustrie üblich und bekannt.

Während diese Schritte prinzipiell ebenfalls üblich sind, erfolgt im Normalfall die

Bestimmung der Reaktivität meist nur selten und meist über die Druckfestigkeit des mit dem Klinker hergestellten und durch Wasserzugabe hydratisierten Produkts. Diese

12 BE2024/5552 übliche Vorgehensweise ist jedoch nicht ausreichend, um eine Regelung für das

Herstellungsverfahren durchzuführen, beispielsweise, wenn das erste Ergebnis der

Druckfestigkeitsuntersuchung erst nach 48h bis 72 h vorliegt. Daher werden solche

Anlagen heute sehr stark nach der Erfahrung der Besatzung und mit ausreichenden

Qualitätsreserven gefahren.

Die chemische Analyse, also die der chemischen Zusammensetzung, als auch die kristallografische Analyse, also der Kristallstruktur der enthaltenen Komponenten, erfolgt bevorzugt an einem Pressling. Hierbei kann auch ein Pressling für beide Analysen verwendet werden.

Die Bestimmung der Reaktivität der Probe umfasst die folgenden Teilschritte: ) Erzeugen von Teilproben aus der Probe,

Il) Vermahlen der Teilproben zur Grenzfeinheit,

Il) Versetzen mindestens einer Teilprobe mit Wasser,

IV) Erfassen der Reaktionswärme der Teilproben,

V) Auswerten der erfassten Reaktionswärmen der Teilproben zur Bestimmung der maximalen Reaktionswärme bei der Grenzfeinheit.

Die in Schritt I) erzeugten Teilproben haben bevorzugt eine Größe von 2.5 g bis 200 g.

Das Vermahlen in Schritt Il) erfolgt bis zur Grenzfeinheit, also dem Punkt des

Mahlvorganges, an dem durch weiteren Energieeintrag keine weitere Zerkleinerung zu erreichen ist. Es wird also gezielt der Punkt gesucht, an dem die Feinheit optimal und dadurch normiert ist, aber eben noch keine mechano-chemische Aktivierung erfolgt.

Dieses erhöht die Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit. Ist die Grenzfeinheit nicht bekannt, so werden unterschiedliche Teilproben mit unterschiedlichem Energieeintrag vermahlen und alle Proben getrennt gemäß Schritt II) und Schritt IV) behandelt. Somit ergibt sich in Schritt V) eine Kurvenschar, die mit zunächst mit zunehmenden

Energieeintrag der Vermahlung ansteigt und bei Erreichen der Grenzfeinheit eine

Sättigung erreicht. Alle Proben mit einem höheren Energieeintrag zur Vermahlung zeigen dann in erster Näherung die gleiche Reaktionswärme, wie bei der Grenzfeinheit. Für folgende Untersuchungen kann dann der so ermittelte Energieeintrag zur Erreichung der

Grenzfeinheit verwendet werden.

Mit dem Zusetzen von Wasser („Versetzen“) in Schritt III) beginnt die Reaktion, sodass so schnell wie möglich mit der Erfassung in Schritt IV) begonnen werden sollte.

Vorzugsweise erfolgt das Versetzen bereits in einer komplexen, Erfassungsvorrichtung (bestehend aus der Wasserzugabe, einer Mischvorrichtung und einem Messgerät).

Möglich, wenngleich meist zeitverzögert, ist aber auch die Bestimmung der Reaktivität in in-situ Messverfahren bei länger andauernder Probenvorbereitung in

Wärmeflusskalorimetern oder semi-adiabatischen Messvorrichtungen.

Wasser umfasst hier im Sinne der Erfindung auch wässrige Lösungen und dergleichen.

Wesentlich ist die Zuführung von Wasser als Reaktand, weitere Komponenten können hierbei enthalten sein, beispielsweise Basen, um die Initialreaktion zu beschleunigen oder Glycerin, um einen inerten Verdünnungseffekt zu nutzen.

Hierbei werden die erfassten Betriebsparameter mit dem Ergebnis der chemischen

Analyse in Schritt c), dem Ergebnis der kristallografischen Analyse in Schritt d) und der in Schritt V) ermittelten maximalen Reaktionswärme bei der Grenzfeinheit korreliert und die in Schritt V) ermittelte maximale Reaktionswärme wird mit der vorgegebenen

Zielreaktivität korreliert. Es geht also darum festzustellen, ob die Zielreaktivität erreicht, unterschritten oder überschritten wird und wenn Abweichungen von der Zielreaktivität zu erkennen sind, kann aus den Schwankungen der anderen erfassten Daten auf die

Ursache rückgeschlossen werden.

Die Betriebsparameter der Rohmühle und/oder der Brennvorrichtung werden entsprechend der Korrelation der ermittelten maximalen Reaktionswärme und der vorgegebenen Zielreaktivität angepasst.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Erfassen der

Reaktionswärme in Schritt IV) in den ersten 24 Stunden, bevorzugt nur in der ersten

Stunde nach der Wasserzugabe in Schritt Ill). Die Reaktion besteht aus einer initialen

Reaktion innerhalb der ersten Stunde und der Hauptreaktion, die meist zwischen 2 und

14 BE2024/5552 12 Stunden einsetzt. Letztere ist, an der freigesetzten Energie gemessen, innerhalb von drei Tagen weitgehend abgeschlossen. Eine Messung über 72 Stunden würde somit die genauesten Ergebnisse liefern. Aufgrund der langen Zeit ist dieses jedoch für eine direkte

Rückkopplung zur Regelung der Anlage zu lang, da sich über diese Zeiträume andere

Parameter, beispielsweise in der exakten Rohmehlzusammensetzung, ebenfalls geändert haben können. Es hat sich aber gezeigt, dass der Initialpeak innerhalb der ersten 60 min nach der Wasserzugabe repräsentativ für den gesamten Vorgang ist und daher eben als Information zur Regelung ausreichend ist. Dadurch ist auch der zeitliche

Bezug nahe genug, sodass eine Regelung machbar ist. Bezüglich der Durchführung der

Messung des Initialpeaks wird auf die PCT/EP2024/057137 verwiesen, der die

Durchführung zur Bestimmung des Initialpeaks zu entnehmen ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Entnahme einer Probe in

Schritt a) mehrstufig. Zunächst wird eine erste Grobprobe entnommen und die erste

Grobprobe in einem Brecher gebrochen, sodass diese zur ersten gebrochenen Probe wird. Weiter wird eine zweite Grobprobe entnommen. Auch die zweite Grobprobe wird in einem Brecher gebrochen sodass diese zur zweite gebrochenen Probe wird. Die erste gebrochene Probe und die zweite gebrochene Probe werden gemischt und aus der

Mischung die Probe entnommen.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Probe erst gebrochen, dann gemahlen. Nach der Zerkleinerung der Probe wird die durch die Zerkleinerung homogenisierte Probe verkleinert.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die chemische Analyse in Schritt

Cc) mittels Röntgenfluoreszenzanalyse, Atomabsorptionsspektroskopie,

Atomemissionsspektroskopie oder nasschemisch durchgeführt. Für die

Atomabsorptionsspektroskopie oder die Atomemissionsspektroskopie hat sich induktiv gekoppeltes Plasma als Anregung als sinnvoll erwiesen. Durch die chemische Analyse werden beispielsweise durch den Brennstoff eingebrachte Fremdstoffe, beispielsweise

Phosphor, in einfacher Weise identifiziert, die durchaus einen deutlichen Einfluss auf das

Abbindeverhalten eines Zements haben können. Ebenso werden Schwankungen im

Rohmehl dadurch offensichtlich. Diese können aber durch das Rohmehllager teilweise

15 BE2024/5552 erst mit einem Versatz von einigen Tagen erfasst werden, wenn das Rohmehl weiterverarbeitet wird. Daher wird vorzugsweise auch das Rohmehl selbst hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung analysiert.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Aufbereitung in Schritt b) ein Mahlen und/oder Verkleinern der Probenmenge, bevorzugt beides. Das

Klinkermaterial selbst ist vergleichsweise grob und kann Partikelgrößen von mehreren cm aufweisen. Dadurch wird es schwierig, eine kleine, aber repräsentative Probe zu nehmen. Daher ist es vorteilhaft mehrere getrennte Proben zu nehmen, deren Größe auch für derart große Partikel repräsentativ sind. Diese werden dann beispielsweise erst gebrochen und vermischt und dann die Probe verkleinert. Durch weiteres Vermahlen wird nicht nur eine weitere Homogenisierung erreicht, es wird auch erreicht, dass eine kleine

Probengröße repräsentativ sein kann.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Vermahlen in Schritt Il) mit einer Mühle, vorzugsweise einer Scheibenschwingmühle bei fester

Umdrehungsgeschwindigkeit und variabler Mahlzeit für die unterschiedliche Teilproben.

Beispielsweise hat sich die Aufbereitung bei konstanter Mahlenergie und einer Variation der Mahlzeit zum Beispiel bei 1570 U/min in einer polab APM Feinmühle für vorzugsweise 30 s bis 300 s und besonders bevorzugt von 90 s bis 180 s als vorteilhaft erwiesen. Unter diesen Bedingungen wird idealerweise ein gleichbleibendes Kornband an einer Grenzfeinheit auch bei unterschiedlichen Klinkerproben erreicht beziehungsweise nahezu erreicht. Betreibt man das polab APM bei 770 U/min kann die sukzessive Annäherung an die Grenzfeinheit mit steigenden Reaktivitätswerten abgebildet werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Vermahlen bei 600 bis 1800, bevorzugt 1200 bis 1800, Umdrehungen pro Minuten und mit verschiedenen Mahlzeiten im Intervall von 30 s bis 300 s besonders bevorzugt von 90 s bis 180 s, durchgeführt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Teilproben eine Größe von 1 bis 10 g auf.

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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Wasser-zu-Klinker-Wert in

Schritt II) zwischen 0,3 und 1, bevorzugt zwischen 0,4 und 0,55, gewählt. Der Wasser- zu-Klinker-Wert wird für alle Teilproben konstant gehalten.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Erfassen der

Reaktionswärme in Schritt IV) mit einer Genauigkeit von 0,01 K bis 0,1 K.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Erfassen der

Reaktionswärme in Schritt IV) mit einer Genauigkeit von 0,1 mW bis 10 mW.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren mittels einer künstlichen Intelligenz durchgeführt. Hierbei haben sich insbesondere faltende neuronale

Netze für die hier relevante Mustererkennung als zielführend herausgestellt. Das Training der künstlichen Intelligenz erfolgt hierbei bevorzugt durch den Fachmann. In einem weiteren Schritt kann dann die künstliche Intelligenz durch geringe Variationen der

Betriebsparameter, insbesondere auch in periodischer Ausprägung, die

Wechselwirkungen weiter konkretisieren. Dieses ist möglich, da die Rückmeldung hochfrequenter und zeitnaher als bei herkömmlichen Anlagen erfolgt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren einen klassischen

Regelalgorithmus auf. Dieses ermöglicht die aktive Führung über konkrete Messwerte.

Beispielsweise wird die Messung der Feinheit für die direkte Regelung der

Rotationsgeschwindigkeit des Sichters verwendet. Dieses ermöglicht eine direkte und unmittelbare Regelung, hat aber meist nur eine sehr begrenzte Regelmöglichkeit.

Darüber hinaus wird das Verfahren zusätzlich mit künstlicher Intelligenz durchgeführt, was weitere Lösungsansätze im globalen Ansatz ermöglicht, also Reeglgrößen an ganz anderer Stelle im Prozess, um beispielsweise die Feinheit zu beeinflussen, sei es

Trocknung oder Brenntemperatur, Betriebsparameter der Mühle und so weiter. Hierdurch ist neben der unmittelbaren und sofortigen Regelung nach herkömmlichen Schemata eine globae Regelung mittels künstlicher Intelligenz auf etwas größerer Zeitskale möglich, welche aber ein entsprechendes Optimierungspotential eröffnet.

17 BE2024/5552

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Zeitversatz zwischen der

Rohmühle und dem fertigen Zwischenprodukt Klinker hinter der Brennvorrichtung oder mit dem Ofenmehl vor der Brennvorrichtung und dem fertigen Klinker hinter der

Brennvorrichtung durch die Aufgabe einer Markierungssubstanz, Insbesondere

Titandioxids, gemessen. Da Titan normalerweise nicht oder nur untergeordnet im Klinker vorkommt, kann eine kleine Aufgabemenge somit sehr gut als Markierungssubstanz für

Verweilzeit und Durchmischung verwendet werden, zumal Titandioxid keine negative

Auswirkung auf das Produkt hat. Auch dieses kann bevorzugt zur Mustererkennung verwendet werden, wenn die sich hieraus ergebenden zeitlichen Verläufe dann beispielsweise mit anderen Änderungen in gleicher zeitlicher Periodizität korreliert werden können.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wird die aus der Brennvorrichtung austretende Kohlendioxidmenge erfasst. Damit kann beispielsweise auf den

Entsäuerungsgrad geschlossen werden, was beispielsweise auf Materialschwankungen im Ausgangsmaterial aber auch auf durch den Brennstoff eingebrachte Substanzen

Rückschlüsse ermöglichen .

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Wassergehalt in der

Atmosphäre der Brennvorrichtung erfasst. Der Wassergehalt ist praktisch ausschließlich auf den Brennstoff zurückzuführen. Während Kohlendioxid aus dem Brennstoff und aus dem Kalkstein stammt, entsteht das Wasser eben vor allem aus der Verbrennung kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoffe. Gerade in Korrelation mit der austretenden

Kohlendioxidmenge können so Informationen gewonnen werden. Des Weiteren hat der

Wassergehalt einen großen Einfluss beim Brennvorgang, insbesondere auf die

Flüchtigkeit, beispielsweise der Alkalien, insbesondere als Alkalihydroxide und damit auf

Flüchtigenkreisläufe und über Alkaliverbindungen auf die Reaktivität des Klinkers.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Chloridfracht mit einem

Messsystem an einem Bypassstaub erfasst.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die

Brennstoffzusammensetzung der Brennvorrichtung in Abhängigkeit der Korrelation der

18 BE2024/5552 ermittelten maximalen Reaktionswärme und der vorgegebenen Zielreaktivität angepasst.

Beispielsweise können bei einer hohen Qualität des Klinkers günstige Brennstoffe, beispielsweise phosphorhaltige Brennstoffe oder andere niedrigerwertige Brennstoffe verwendet werden, sodass mit geringerwertigem Brennstoff weiterhin eine ausreichende

Qualität mit der vorgegebenen Zielreaktivität günstiger zu produzieren ist.

Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 beispielhafte Anlage

In Fig. 1 ist eine beispielhafte Anlage zur Verdeutlichung des Verfahrens stark schematisiert dargestellt. Der Rohstoff wird aus dem Rohstofflager 10 zur Rohmühle 20 verbracht und dort vermahlen. Ein Teil wird der Rohmehlanalyse 90 zugeführt, beispielsweise und insbesondere einer kombinierten Röntgenbeugung und

Röntgenfluoreszenzanalyse zur Analyse der Kristallphasen und der chemischen

Zusammensetzung. Die quantitative Phasenanalyse wird bevorzugt mittels der Rietveld-

Analyse vorgenommen. Das gemahlene Rohmehl wird im Rohmehllager 30 im

Durchschnitt für 3 bis 10 Tage gelagert. Das Rohmehllager 30 stellt sicher, dass die

Klinkerproduktion auch bei Ausfällen vor dem Rohmehllager 30 für diesen Zeitraum zuverlässig weiterproduzieren kann.

Die Brennvorrichtung besteht aus einem Vorwärmer 40, einem Calcinator 50, dargestellt mit seitlich angesetzter Brennkammer für feste Ersatzbrennstoffe, und einem Ofen 60.

Hier erfolgt die Umwandlung des Rohmehls zu Klinker. Der Klinker wird im Materialkühler 70 gekühlt und ins Produktlager 80 verbracht. Der Gasstrom wird wie üblich entgegengesetzt zum Materialstrom geführt.

Hinter der Brennvorrichtung oder hinter dem Materialkühler oder im Materialkühler erfolgt eine Probennahme und eine Probenvorbereitung 100. Von der Probenvorbereitung 100, die insbesondere aus Homogenisieren und Zerkleinern besteht, geht es zur chemischen

Analyse 110, insbesondere einer Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA). Es kann aber insbesondere auch für die Spurenelemente hilfreich sein die höhere Genauigkeit der AAS

19 BE2024/5552 oder AES zu nutzen. Ebenso geht es zur kristallografischen Analyse 120, bevorzugt in

Bragg-Brentano-Geometrie mit Cu Ka-Quelle. Die Auswertung der Phasen erfolgt bevorzugt mittels der Rietveld-Analyse. Ebenso wird eine Thermoanalyse 130 zur

Ermittlung der Reaktivität durchgeführt. Die Durchführung der Thermoanalyse ist einschließlich der Vermischung mit Wasser und Auswertung des Initialpeaks beispielsweise der PCT/EP2024/057137 zu entnehmen.

Die Anlage weist weiter eine Steuereinheit 140 auf, die zur Datenerfassung mit dem

Calcinator 50 und dem Ofen 60 verbunden ist. Ebenso ist die Steuereinheit 140 mit der

Rohmehlanalyse 90, der chemischen Analyse 110, der kristallografischen Analyse 120 und der Thermoanalyse 130 verbunden, um diese Daten ebenfalls zu erfassen. Um diese

Daten zu korrelieren, weist die Steuereinheit 140 einen Kl-Kern 150 auf, welcher beispielsweise aus wenigstens einem faltenden neuronalen Netz, wenigstens einem langen Kurzzeitgedächtnis und bevorzugt einem Schleimpilzalgorithmus besteht. Der KI-

Kern 150 kann dadurch Zusammenhänge zwischen diesen Daten erkennen und die

Fahrweise daher optimieren. Beispielsweise kann Steuervorrichtung 140 beispielsweise auch die Brennstoffzufuhr zum Ofen 60 und zum Calcinator 50 regeln.

Bezugszeichen 10 Rohstofflager 20 Rohmühle 30 Rohmehllager 40 Vorwärmer 50 Calcinator 60 Ofen 70 Materialkühler 80 Produktlager 90 Rohmehlanalyse 100 Probenvorbereitung 110 Chemische Analyse 120 Kristallografische Analyse 130 Thermoanalyse 140 Steuereinheit 150 KI-Kern

Claims (16)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Klinker in einer Anlage zur Herstellung von Klinker, wobei die Anlage wenigstens eine Rohmühle (20), ein Rohmehllager (30), eine Brennvorrichtung und ein Produktlager (80) aufweist, wobei die Edukte in der Rohmühle (20) gemahlen, anschließend im Rohmehllager (30) gelagert, dann in der Brennvorrichtung thermisch behandelt und anschließend in das Produktlager (80) verbracht werden, wobei kontinuierlich die Betriebsparameter der Rohmühle (20) und der Brennvorrichtung erfasst werden, wobei eine Zielreaktivität für das Produkt vorgegeben wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Entnahme einer Probe nach der thermischen Behandlung in der Brennvorrichtung, b) Aufarbeitung der Probe, c) Chemische Analyse (110) der Probe, d) Kristallografische Analyse (120) der Probe, e) Bestimmung der Reaktivität der Probe, wobei die Bestimmung der Reaktivität der Probe die folgenden Teilschritte umfasst: I) Erzeugen von Teilproben aus der Probe, Il) Vermahlen der Teilproben zur Grenzfeinheit, Ill) Versetzen mindestens einer Teilprobe mit Wasser, IV) Erfassen der Reaktionswärme der Teilproben, V) Auswerten der erfassten Reaktionswärmen der Teilproben zur Bestimmung der maximalen Reaktionswärme bei der Grenzfeinheit, wobei die erfassten Betriebsparameter mit dem Ergebnis der chemischen Analyse (110) in Schritt c), dem Ergebnis der kristallografischen Analyse (120) in Schritt d) und der in Schritt V) ermittelten maximalen Reaktionswärme bei der Grenzfeinheit korreliert werden, wobei die in Schritt V) ermittelte maximale Reaktionswärme mit der vorgegebenen Zielreaktivität korreliert wird, wobei die Betriebsparameter der Rohmühle (20) und/oder der Brennvorrichtung entsprechend der Korrelation der ermittelten maximalen Reaktionswärme und der vorgegebenen Zielreaktivität angepasst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Reaktionswärme in Schritt IV) in den ersten 24 Stunden, bevorzugt in der ersten Stunde nach der Wasserzugabe in Schritt II!) erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahme einer Probe in Schritt a) mehrstufig erfolgt, wobei eine erste Grobprobe entnommen wird, wobei die erste Grobprobe in einem Brecher gebrochen und zur ersten gebrochenen Probe wird, wobei eine zweite Grobprobe entnommen wird, wobei die zweite Grobprobe in einem Brecher gebrochen und zur zweite gebrochenen Probe wird, wobei die erste gebrochene Probe und die zweite gebrochene Probe gemischt werden, woraus die Probe entnommen wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die chemische Analyse (110) in Schritt C) mittels Röntgenfluoreszenzanalyse, Atomabsorptionsspektroskopie, Atomemissionsspektroskopie oder nasschemisch durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbereitung in Schritt b) ein Mahlen und/oder Verkleinern der Probenmenge umfasst.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermahlen in Schritt Il) mit einer Mühle, vorzugsweise einer Scheibenschwingmühle, bei fester Umdrehungsgeschwindigkeit und variabler Mahlzeit für die unterschiedlichen Teilproben, erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermahlen bei 600 bis 1800 Umdrehungen pro Minuten und mit verschiedenen Mahlzeiten im Intervall von 30 s bis 300 s durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilproben eine Größe von 1 bis 10 g aufweisen.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasser-zu-Klinker-Wert in Schritt Ill) zwischen 0,3 und 1, bevorzugt zwischen 0,4 und 0,55, gewählt wird, wobei der Wasser-zu-Klinker-Wert für alle Teilproben konstant gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Reaktionswärme in Schritt IV) mit einer Genauigkeit von 0,01 Kbis 0,1 K erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mittels einer künstlichen Intelligenz durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitversatz zwischen Rohmühle (20) und Brennvorrichtung durch die Lagerung in dem Rohmehllager (30) durch die Aufgabe einer Markierungssubstanz, insbesondere Titandioxids, erfassbar wird.

13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Brennvorrichtung austretende Kohlendioxidmenge erfasst wird.

14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassergehalt in der Brennvorrichtung erfasst wird.

15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Chloridfracht in einem Bypassstaub erfasst wird.

16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzusammensetzung der Brennvorrichtung in Abhängigkeit der Korrelation der ermittelten maximalen Reaktionswärme und der vorgegebenen Zielreaktivität angepasst werden.