DD146580A2

DD146580A2 - PROCESS FOR PRODUCING CEMENT

Info

Publication number: DD146580A2
Application number: DD21295579A
Authority: DD
Inventors: Jochen Stark; Karlheinz Ruempler; Anette Mueller; Richard Rudolph; Bernd Dahm; Dieter Petrak; Richard Schrader
Original assignee: Jochen Stark; Karlheinz Ruempler; Anette Mueller; Richard Rudolph; Bernd Dahm; Dieter Petrak; Richard Schrader
Priority date: 1979-05-17
Filing date: 1979-05-17
Publication date: 1981-02-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung des Verfahrens zur Herstellung von Belitzement gemaesz Patent 142704. Ziel der Erfindung ist die gesonderte Behandlung des Ueberkornes groeszer als 7mm Durchmesser beim Belitbrand und seine Nutzung als Bindemittel. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dasz das Ueberkorn vom Normalkorn abgetrennt und wie in der Technik ueblich gekuehlt wird. Dagegen wird das Normalkorn mit Abkuehlgradienten groeszer als 500 K/min abgeschreckt. Der Klinker aus dem Ueberkorn wird entweder einem Portlandzementklinker bzw. dem Belitklinker des Normalkorns zur gemeinsamen Vermahlung beigegeben oder auf Zementfeinheit gesondert vermahlen und einem Portlandzementmehl bzw. Belitzementmehl aus dem Normalkorn beigemischt. Als Variante wird vorgeschlagen, dasz der Klinker des Ueberkorns nicht wie ueblich in einer Kugelmuehle gemahlen, sondern in einerSchwingmuehle mechanisch aktiviert und dem Belitzementmehl aus dem Normalkorn als gleichwertiger Bestandteil zugegeben wird.The invention relates to the improvement of the process for the production of Belitzement gemaesz patent 142704. The aim of the invention is the separate treatment of the oversize more than 7mm diameter in Belitbrand and its use as a binder. The object is achieved by separating the oversize from the normal grain and cooling as usual in the art. In contrast, the normal grain is quenched with Abkuehlgradienten greater than 500 K / min. The clinker from the oversize is either added to a Portland cement clinker or the Belitklinker the normal grain for joint grinding or ground separately to cement fineness and admixed with a Portlandzementmehl or Belitzementmehl from the normal grain. As a variant, it is proposed that the clinker of the oversize grain is not ground as usual in a ball mill, but mechanically activated in a rocking mill and added to the Belitzementmehl from the normal grain as an equivalent component.

Description

Verfahren zur Herstellung von ZementProcess for the production of cement

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Weiterentwicklung des Verfahrens zur Her stellung von Zement nach dem Belittyp nach PatentThe invention relates to a further development of the method for the manufacture of cement according to the Belittyp according to patent

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Belitzement wird gemäß Patent ^Z. 9Of aus den gleichen Rohstoffen wie Portlandzement aber mit erniedrigtem Kalkstandard und unter günstigeren Brennbedingungen hergestellt« Der wichtigste Unterschied besteht in der Einstellung eines Abkühlgradienten, der beim Portlandzeraentklinker mit üblicher Technologie bei etwa 20 bis 70 K/min liegt und beim Belitzementklinker größer als 500 K/min sein muß» Mit der Einhaltung des Abkühlgradienten ist aus verfahrenstechnischer Sicht die Granulometrie der Klinker eng verknüpft. Es wurde bereits festgestellt, daß es unter technischen Bedingungen nicht möglich ist Klinkergranalien mit Durchmessern größer als 7 mm mit Luft abzuschrecken₉ das heißt mit Abkühlgradienten größer als 500 K/min abzukühlen» Diese Granalien erreichen deshalb auch nicht die maximale Aktivität des Belitzementes mit Korngrößen kleiner als 7 mm Durchmesser. Es wurde bereits vorgeschlagen, die gezielte Verkleinerung der Belitklinkerteilchen durch eine Senkung der Brenntemperatur, vorzugsweise auf 1300 C, zu erreichen. Die erhebliche Verkleinerung der Klinkerkörner zeigt im Vergleich zu einem Portlandzementklinker die folgende Übersicht„Belitzement is according to patent ^ Z. 9Of made from the same raw materials as Portland cement but with a lower lime standard and under more favorable firing conditions. "The most important difference is the setting of a cooling gradient, which is about 20 to 70 K / min for the Portland deconcrete clinker and more than 500 K for the Belitzement clinker. min must be »By adhering to the cooling gradient, the granulometry of the clinker is closely linked from a process engineering point of view. It has already been found that under technical conditions it is not possible to quench clinker granules with diameters greater than 7 mm with air _9, that is to cool with cooling gradients greater than 500 K / min. These granules therefore do not reach the maximum activity of the belitzement with particle sizes smaller as 7 mm diameter. It has already been proposed to achieve the targeted reduction of the Belitklinkerteilchen by lowering the firing temperature, preferably to 1300 C. The considerable reduction of the clinker grains shows the following overview compared to a Portland cement clinker "

Mittlerer Klinkerkorn- Anteil 7 mm Durchmesser DurchmesserAverage clinker grain proportion 7 mm diameter diameter

/mm/ /Masse-#// mm / / mass - # /

Portlandzementklinker 16,9 61Portland cement clinker 16,9 61

Belitzementklinker 4,0 7Belitzement Clinker 4.0 7

Es ist bekannt, große Klinker granalien nach einer Vorkühlung noch im warmen Zustandj beispielsweise nach DE-OS 2 36I 060 und DD 109 740 einer Zwischenaerkleinerung zu unterwerfen, mit dem Ziel einer weitgehenderen Rückgev/innung der fühlbaren Wärme_β Weiterhin wurde bereits vorgeschlagen, große Klinkergranalien sofort nach Austritt aus dem Brennaggregat entweder nach DD 108 586 zu brechen oder nach VB? F 27 B / 206 823 zu mahlen. Bei dem gemäß Patent /fLf-2 "^θψ vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung von Belitklinker muß davon ausgegangen werden, daß immer noch ein gewisser Anteil von Klinkerkörnern - in obiger Übersicht mit 7 Masse-Prozenten ausgewiesen - die Korngröße von 7 mm überschreitete Dieser Anteil bevri-rkt eine - viorm auch nicht bedeutende - Senkung der Festigkeitswerte des Belitzementese Hinzu tritt aber,, daß abhängig von der Fahrweise des Brennaggregats in bezug auf Brenntemperatur, Verweilzeit des Gutes usw. ein noch größerer Anteil an Belitklinkerteilchen über 7 mm Durchmesser entstehen kann. Dieser überkornanteil verschlechtert nicht nur die Qualität des Belitzemontes, sondern erschwert vor allem die Technologie der Abschreckung der Belitklinker im Luftstrom, die für Klinkerkörner mit Durchmesser kleiner als 7 mm konzipiert ist.It is known, large clinker granalien after precooling still in the warm statej for example, to DE-OS 2 36160 and DD 109 740 subdue an intermediate reduction, with the aim of a more extensive Rückgev / tion of sensible heat _β Furthermore, it has already been proposed, large clinker granules immediately after leaving the combustion unit either to break DD 108 586 or to VB? Grind F 27 B / 206 823. In the case of the process for the production of belite clinker proposed according to patent / JP-2 " , it must be assumed that still a certain proportion of clinker grains - indicated in the above overview with 7% by mass - exceeded the grain size of 7 mm -rkt a - viorm not significant - a reduction of the strength values of the Belitzementese addition but occurs ,, that can result in a still greater proportion of Belitklinkerteilchen about 7 mm in diameter depending on the operating mode of the internal unit with respect to firing temperature, residence time of the material, etc. This. oversized grain content not only degrades the quality of the Belitzemont, but above all makes the technology of quenching the Belitklinker in the air stream, which is designed for clinker grains with a diameter of less than 7 mm, more difficult.

Die bekannten Verfahren der Klinkerzerkleinerungen nach Vorkühlung sind für Belitklinker ungeeignet_f da der erforderliche Abkühlgradient größer 500 K/min weit unterschritten wird. Die genannten Verfahren zur Klinkerzerkleinerung nahe der Brenntemperatur von 13ΟΟ °C dürften einmal im Hinblick auf den Mahleffekt, der bei dieser Temperatur plastischen Klinkerkörner, Schwierigkeiten machen, zum anderen in bezug auf die Werkstoffe der Mahlaggregate bei der genannten Temperatur problematisch sein.The known methods of Klinkerzerkleinerungen after pre-cooling are unsuitable for Belitklinker _f because the required Abkühlgradient greater than 500 K / min is far below. The mentioned method for clinker crushing near the firing temperature of 13ΟΟ ° C should once be problematic in terms of the milling effect, the plastic clinker grains at this temperature, difficult, on the other hand with respect to the materials of the grinding units at the temperature mentioned be problematic.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es bei der Herstellung von aktivem Belit ein Verfahren zu finden, was es ermöglicht, den Hauptanteil des Belits mit Normalkorn bis zu vorzugsweise 7 mm Durchmesser mit Abkühlgradienten größer als 500 K/min abzuschrecken und das Überkorn mit Durchmesser vorzugsweise größer als 7 nun einer getrennten Behandlung und zementgemäßen Verwendung zuzuführen»The aim of the invention is to find a process in the production of active Belit, which makes it possible to quench the main part of the Belits with normal grain up to preferably 7 mm diameter with Abkühlgradienten greater than 500 K / min and the oversize with a diameter preferably greater than 7 now a separate treatment and use according to cement »

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Belitklinkerstrom in Normalkorn und Überkorn nach Verlassen des Brennaggregates aufzuteilen und auch das Überkorn als Bindemittel zu verwenden. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß gemäß Patent /f^-2 7 Ofy· ⁰^ Belitklinker gebrannt wird, und der das Brennaggregat verlassende Klinker mit dem Hauptanteil an Normalkorn mit -Teilchendurchmessern vorzugsweise kleiner als 7 mm und einem Nebenanteil an überkorn mit Teilchendurchmessern vorzugsweise größer al3 7 mm nach bekannten Prinzipien in mindestens 2 Teilchenströme aufgeteilt wird. Das Normalkorn im Hauptstrom wird mit Abkühlgradienten größer als 500 K/min abgeschreckt und wie beschrieben zu Belitzement weiter verarbeitet. Das Überkorn im Nebenstrom wird bei geringeren Anteilen unter etwa 10 Masse-Prozent unter Verwerfung seiner fühlbaren Wärme an Luft abgekühlt« Bei höheren Anteilen "beispielsweise über 10 Masse-Prozent kann die fühlbare Wärme durch Kühlen mit luft und Zugabe dieser aufgeheizten Luft zum Verbrennungsluftstrom wiedergewonnen werden. Das Überkorn wird in bekannten Aggregaten auf Zementfeinheit aufgemahlen. Dieser Belitzement aus dem überkorn erreicht nicht die Normfestigkeiten eines Portlandzementes, Je näher das Überkornband an die Korngröße von 7 mm Durchmesser heranrückt, um so besser gleichen sich die Festigkeiten vom Portlandzement bzw* dem aktiven Belitzement des Hauptanteiles an« Je weiter sich das Überkorn von der Korngröße von 7 πμ Durchmesser nach höheren Werten entfernt und je größer die Anteile sind, desto geringer werden die Festigkeiten, Die Ursache ist im Absinken des Abkühlgradienten zu sehen.The invention has for its object to divide the Belitklinkerstrom in normal grain and oversize after leaving the combustion unit and to use the oversize grain as a binder. The inventive method is that according to patent / f ^ -2 7 Ofy · ⁰ ^ Belitklinker is fired, and the clinker leaving the combustion unit with the main proportion of normal grain having particle diameters preferably less than 7 mm and a minor proportion of oversize with particle diameters preferably larger al3 7 mm is divided into at least 2 particle streams according to known principles. The normal grain in the main stream is quenched with cooling gradients greater than 500 K / min and further processed as described to Belitzement. The oversize grain in the side stream is cooled at lower levels below about 10% by mass with rejection of its sensible heat in air. At higher levels, for example above 10% by mass, the sensible heat can be recovered by cooling with air and adding this heated air to the combustion air stream The oversize grain is ground to cement fineness in known aggregates.This belitzement from the oversize grain does not reach the standard strength of a Portland cement. The closer the oversize grain reaches to the grain size of 7 mm diameter, the better the strengths of the Portland cement or the active Belitzement resemble each other of the main part of "The further the oversize of the grain size of 7 πμ diameter decreases to higher values and the larger the proportions, the lower the strengths, The cause is seen in the decrease of the cooling gradient.

Das Überkorn wird ganz oder teilweise einem Portlandzementklinker vor dem ffiahlprozeß zugegeben oder nach getrennter Aufmahlung auf Zementfeinheit dem Portlandzementmehl sugesetz/fc. Es wirkt als hochwertiger Zumahl-The oversize is wholly or partly added to a Portland cement clinker before the ffiahlprozeß or after separate grinding to cement fineness the Portlandzementmehl sugesetz / fc. It acts as a high-quality Zumahl-

- 4 - 2129 55- 4 - 2129 55

stoff, der erst bei hohen Anteilen die Festigkeit des Portlandzementes erniedrigt.which lowers the strength of Portland cement only at high levels.

Das Überkorn kann aber auch ganz oder teilweise nach Abtrennung vom Normalkorn und Abkühlung ohne geforderten hohen Abkühlgradienten dem mit Abkühlgradienten größer als 500 K/min abgeschreckten Hauptetrom des Belitklinkers vor dem Mahlprozeß zugegeben oder nach getrennter Aufmahlung auf Zementfeinheit dem Hauptstrom des Belitzementmehles zugesetzt werden» Die Festigkeitswerte des Belitzementes des Hauptstromes vermindern sich in dem Maße wie sich das nachträglich zugesetzte Überkorn von der Korngröße von 7 mm Durchmesser nach höheren Werten hin verschiebt bzw» sein Masseanteil ansteigt« Zweckmäßigerweise wird das Überkorn mit großen Teilchendurchmessern und hohen Anteilen dem Portlandzement zugegeben und das Überkorn mit kleinen Teilchendurchmessern und geringen Anteilen zum Verschnitt des Belitklinkers des Hauptstromes verwendet«But the oversize may also be wholly or partially after separation from the normal grain and cooling without required high Abkühlgradienten the quenched with Abkühlgradienten greater than 500 K / min Hauptetrom the Belitklinkers added before the grinding process or added to the main stream of Belitzementmehles after separate Aufmahlung on cement fineness »The strength values The belitzementes of the main stream are reduced to the extent that the subsequently added oversize of the grain size of 7 mm diameter shifts toward higher values out or "its mass fraction increases" Conveniently, the oversize is added with large particle diameters and high levels of Portland cement and the oversize with small particle diameters and small proportions used for the blending of the main brittlestone

Eine v/eitere Lösung_s die Festigkeitswerte des Zementes aus dem Überkorn so anzuheben, daß sie im Grenzfall den Festigkeitswerten von Portlandzement bzw« denen des Belitzement aus dem Normalkorn gleichkommen, besteht darin, die Mahlung des Überkorns durch eine mechanische Aktivierung zu intensivieren. Als geeignete Geräte erweisen sich Schwingmühlen, Strahlmühlen, Walzenstühle usw.. Die bekannten Kugelmühlen vermögen diesen Effekt nur in ungenügendem Maße zu realisieren. Im Einzelnen wird so verfahren, daß der abgekühlte Klinker des Überkornes in bekannten Geräten vorgebrochen und anschließend beispielsweise in einer Schwingmühle mechanisch aktiviert wird_o Der bei Schwingmühlen der Teilchenzerkleinerung entgegenlaufende Trend der Agglomerierung der Teilchen läßt sich durch Zusatz von bekannten grenzflächenaktiven Stoffen vermeiden« Das anfallende Zementmehl weist gelegentlich eine größere spezifische Oberfläche als der Zement aus Kugelmühlen auf« Der mechanisch aktivierte Zement aus dem Überkorn wird dem Zementmehl aus dem Belitnormalkorn zugemischte Eine Verminderung der Festigkeit des Endproduktes tritt gemäß dieser Verfahrensweise nicht mehr auf,A v / urther solution _s to raise the strength properties of the cement from the oversize so as to be equivalent to those of the Belitzement from the normal grain in the limit of the strength values of Portland cement or 'is to intensify the grinding of oversize particles by mechanical activation. Suitable apparatus turn out to be vibrating mills, jet mills, roller mills, etc. The known ball mills are able to realize this effect only to an insufficient extent. Specifically, the procedure is such that the cooled clinker of the oversize grain is broken down in known equipment and then mechanically activated, for example in a vibrating mill _o The counteracting in particle size reduction of agglomeration of the particles in vibration mills can be avoided by adding known surfactants «The accumulating cement flour occasionally has a larger specific surface area than cement from ball mills. "The mechanically activated cement from the oversize is added to the cement flour from the Belit normal grain. A reduction in the strength of the end product no longer occurs according to this procedure.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werdenThe invention will be explained below with reference to exemplary embodiments

Gemäß Beispiel 1 wird Belitklinker nach Patent -ίΗ-2 7-QIf gebranntAccording to Example 1 Belitklinker is fired according to the patent -7 7-QIf

und das Überkorn größer als 7 mm Durchmesser nach bekannten Verfahren unmittelbar nach Verlassen des Brennaggregates vom Normalkorn kleiner als 7 mm Durchmesser abgetrennt« Das Überkorn weist beispielsweise folgende Zusammensetzung auf;and the oversize greater than 7 mm diameter separated by known methods immediately after leaving the combustion unit from the normal grain smaller than 7 mm diameter «The oversize has, for example, the following composition;

Klinkerkorn- Anteil DurchmesserClinker grain proportion diameter

/mm/ / Masse/ mm / / mass

77 - 10- 10 1010 1010 - 15- 15 AA 1515 - 70- 70 22

Das Überkorn wird getrennt vom Normalkorn im Hauptstrom nach bekannten Verfahren mit Luft gekühlt. Die heiße Kühlluft wird der Kühlluft des Hauptstromes zur Verwendung als Verbrennungsluft zugesetzt. Der gekühlte Belitklinker des überkorns wird einem Portlandzementklinker zugemischt und mit diesem gemeinsam zu Zement vermählen.The oversize is cooled separately from the normal grain in the main stream by known methods with air. The hot cooling air is added to the cooling air of the main stream for use as combustion air. The chilled Belitklinker of oversize is added to a Portland cement clinker and ground together with this cement.

Gemäß Beispiel 2 wird wie im Beispiel 1 Belitklinker erbrannt und das Überkorn abgetrennt. Das Überkorn v/eist beispielsweise folgende Zusammensetzung auf:According to Example 2, as in Example 1, bauxite brick is burned off and the oversize is separated off. The oversize grain has, for example, the following composition:

Klinkerkorn-Klinkerkorn- Anteilproportion of 8/8th/ Durchmesser /mm/Diameter / mm / / Masse ^c, / Mass ^c , 7.-107th-10th 77 10-1510-15 22 15 - 7015 - 70 11

Die Kühlung des überkörns erfolgt mit Luft nach bekannten Prinzipien. Ihr «Värmeinhalt wird verworfen. Palis sich die Mahlbarkeit des Überkorns gegenüber dem Eformalkorn als wesentlich ungünstiger erweist, wird das Überkorn mit bekannten Aggregaten auf Zementfeinheit aufgemahlen und dem Zementmehl aus dem Normalkorn augemischt.The cooling of the überkörns takes place with air according to known principles. Their "Värmeinhalt is discarded. Palis is the grindability of the oversize compared to the Eformalkorn proves to be much less favorable, the oversize is ground with known aggregates to cement fineness and the cement flour from the normal grain augemischt.

Gemäß Beispiel 3 wird wie im Beispiel 1 Belitklinker erbrannt und das Überkorn abgetrennt. Die Kühlung des Überkorns sowie die Behandlung seiner fühlbaren Wärme kann gemäß Beispiel 1 oder 2 erfolgen» Der KlinkerAccording to Example 3 as in Example 1 Belitklinker is burned and the oversize separated. The cooling of the oversize grain as well as the treatment of its sensible heat can be done according to example 1 or 2 »The clinker

- 6 - *^Λ ^Έ "^J ^- 6 - * ^Λ ^Έ " ^J ^

des Überkorns wird in bekannten Geräten auf Teilchen kleiner 3 mm Durchmesser gebrochen und in einer Schwingmühle mindestens auf die in den Standards geforderten spezifischen Oberflächen von etwaof the oversize is broken in known devices on particles smaller than 3 mm in diameter and in a vibrating mill at least to the required in the standards specific surface areas of about

2 3200 cm /g auf gemahlen und gleichzeitig mechanisch aktiviert. Das erhaltene Zementmehl wird dem Zementmehl aus dem Normalkorn zugesetzt, '2 3200 cm / g on ground and at the same time mechanically activated. The resulting cement flour is added to the cement flour from the normal grain,

Claims

Pat entitlement

1, process for the preparation of cement according to the Belittyp from the usual raw materials according to patent 4 ^ -2 ? 0V ", characterized in that the over-grain of the hot clinker, preferably greater than 7 Mn diameter, separated in at least a partial stream of the clinker stream, cooled and wholly or partially supplied to the Belitklinker or a Portland cement clinker for joint grinding,

2. The method according to item 1, characterized in that the oversize is ground separately and then mixed in whole or in part a Portlaixdzementmehl or the Belitzementmehl the normal grain as active Zumahlstoff.

3 »method according to item 1 and 2, characterized in that the oversize is mechanically activated in a vibratory mill and the Belitzementmehl from the main proportion is added with normal grain.