| JP05097499 | REINFORCED CONCRETE SYSTEM |
| JP2002104856 | SPRAYING MATERIAL AND SPRAYING PROCESS USING THE SAME |
| JP09142902 | PRODUCTION OF FIBER REINFORCED MORTAR CONCRETE |
CLEMENS, Paul (Schöneicher Str. 71, Schöneiche, 15566, DE)
ESPIG, Dietmar (Chemnitzer Str. 103, Freiberg, 09599, DE)
CLEMENS, Paul (Schöneicher Str. 71, Schöneiche, 15566, DE)
A n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung von Portlandhüttenzement und Hochofenzement mittels zweistufiger Mahlung mit den folgenden Schritten:
a) Portlandzementklinker wird zur Vormahlung in eine erste Mühle, die Zementmühle (24), eingetragen,
b) das Austraggut der Zementmühle (24) wird direkt und/oder über ein zwischengeschaltetes Reservoir in den Eintrag eines dynamischen Sichters (30) gegeben,
c.) in den Eintrag des dynamischen Sichters (30) wird zusätzlich Hüttensandmehl oder Hüttensandgrieß gegeben.
d) aus dem dynamischen Sichter (30) ausgetragenes Grob gut wird zur Feinmahlung in den Eintrag einer zweiten Mühle (40) gegeben,
e) das Austragsgut der zweiten Mühle (40) wird in den Eintrag des dynamischen Sichters (30) gegeben, und
f.) Sulfatträger wird entweder der ersten Mühle (24), dem Eintrag des dynamischen Sichters (30) oder dem Eintrag der zweiten Mühle (40) zugeführt und
g) das Feingut des dynamischen Sichters (30) wird einem Reservoir (42) zugeführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Mühle eine feingattierte Zementmühle oder eine Hüttensandmühle verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als zweite Mühle eine Kugelmühle, eine Vertikalrollenmühle oder eine Rührwerkskugelmühle verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus dafür vorgesehenen Reservoiren an geeigneten Stellen Mahlhilfen und/oder Stoffe zur Passivierung der Chromatreaktion und/oder Substanzen die die Produkteigenschaften von Zementen und Mehrkomponentenzementen beeinflussen, wie beispielsweise das Fließverhalten, die Betonverdichtung, Abbindebeschleuniger, Abbindeverzögerer, zugegeben werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass aus dafür vorgesehenen Reservoiren am Mühleneintrag der zweiten Mühle Zumahlstoffe zugegeben werden, die mit ihrem Körnungen dem Zerkleinerungsverhalten einer feingattierten Mühle entsprechen. |
Verfahren zur Herstellung von Portlandhüttenzementen und Hochofenzement
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Portlandhüttenzementen und Hochofenzement nach dem Patentanspruch 1.
Portlandzement wird bekanntlich aus Klinker gemahlen. Der Klinker wird zusammen mit einem Sulfatträger, beispielsweise Gips, in eine Zementmühle eingetragen, beispielsweise eine Gutbettwalzenmühle. Im Hinblick auf die Festigkeit bzw. Feinheit werden verschiedene Zementklassen unterschieden, bei Portlandzement beispielsweise die Klassen CEM I 32,5 R, CEM I 42,5 R und CEM I 52,5 R. Letztere ist diejenige mit der höchsten Festigkeit bei den aufgeführten Portlandzementen. Um die erforderliche Feinheit beispielsweise bei einem CEM I 52,5 R zu erreichen, ist auch bekannt, zweistufig zu mahlen. Zweistufige Mahlverfahren werden auch angewandt zur Erreichung höherer Massendurchsätze, verbunden mit deutlichen Energieeinsparungen. In einer ersten Mahlstufe arbeitet z.B. eine Gutbettwalzenmühle im Kreislauf mit einem dynamischen Sichter. Der Austrag des dynamischen Sichters wird in den Eintrag z.B. einer Kugelmühle als zweite Mahlstufe gegeben, die im Kreislauf im Verbund mit einem weiteren dynamischen Sichter arbeitet. Das vom Sichter abgeschiedene Fertiggut wird in entsprechende Reservoirs abgeführt. Ungenügend zerkleinertes Mahlgut wird mithin auf den Eintrag der zweiten Mahlstufe geführt.
Die unterschiedliche Wahl von Mahlkugelgrößen resultiert einerseits aus einem unterschiedlichen Mahlwiderstand - beispielsweise von Klinker ca. 12-16 kWh/t und von Hüttensand ca. 18-22 kWh/t - und andererseits aus der oberen Korngröße des Aufgabegutes. Klinker ist wesentlich grobkörniger als beispielsweise Hüttensand, was sehr große Mahlkugeln am Mühleneintrag einer ersten Mahlstufe mit 90 bis 100
mm Durchmesser erfordert. Wird zweistufig gemahlen, so ist eine zweite Mahlstufe in der Lage, mit Kugeln von 30 bis 20 mm Durchmesser am Mühleneintrag und 12 mm Durchmesser am Austrag zu arbeiten. Es versteht sich, dass der Kugeldurchmesser in Richtung Mühlenaustrag abnehmen soll.
Es ist üblich, bei einstufiger Mahlung von Portlandzementen das aufgegebene Mahlgut in einem Arbeitsgang vom Aufgabekorn bis zur Endfeinheit zu mahlen. Ebenfalls ist es üblich, bei der zweistufigen Mahlung das Zwischenprodukt aus der ersten Mahlstufe in den Eintrag der zweiten Mühle zu geben, unabhängig davon, ob sie im Durchlauf (offener Kreislauf) oder im geschlossenen Kreislauf arbeitet.
Portlandzement wird im einstufigen oder zweistufigen Verfahren mit Hilfe von einer oder zwei Mühlen ermahlen. Mit Hilfe von einer oder zwei Mühlen kann auch ein Mehrkomponentenzement hergestellt werden. Die Komponenten werden dabei entweder gemeinsam oder getrennt gemahlen, wobei im letzteren Fall eine separate Mischstufe vorzusehen ist. Für die beschriebenen Mahlanlagen ist ein erheblicher Energieaufwand erforderlich.
Aus M. Holland, M. von Seebach, W. Ranze: Drehzahlvariable Antriebe für Gutbett-Walzenmühlen in „Zement-Kalk-Gips 7/1997", Seite 374-382, ist bekannt, verschiedene Mühlen und jeweils einen Sichter im Kreislauf zu betreiben die zweckentsprechenden Schaltungen (Vormahlung, Kombimahlung, Hybridmahlung und Fertigmahlung) eingesetzt werden. Aus EP 0 374 491 ist ein Sichter bekannt, der sich besonders für Mahlanlagen, die mit einer Gutbett-Walzenmühle ausgerüstet sind, eignet. Die aus einer solchen Walzenmühle ausgetragenen Schülpen werden in dem zugleich als Desagglomerator wirkenden Sichter auf einfache Weise aufgelöst.
Aus DE 43 20 025 A2 ist eine Mahlanlage bekannt geworden, die eine Vormühle, insbesondere Gutbettwalzenmühle, einen ersten Sichter zur Sichtung des in der
Vormühle zerkleinerten Materials in eine gröbere und eine feinere Fraktion, einen zweiten Sichter zur Sichtung zumindest der feineren Fraktion des ersten Sichters in Grobgut und Feingut und eine Feinmühle, insbesondere eine Kugelmühle, zur Mahlung des Grobgutes des zweiten Sichters aufweist. Die Feinmühle und der zweite Sichter sind über eine, das Gut bis zum zweiten Sichter mechanisch transportierende Fördereinrichtung verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Portlandhüttenzement und Hochofenzementen anzugeben, das auf energiesparende und den Gebrauchswert des Zements steigernde Weise durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Portlandzementklinker zur Vermahlung in eine erste Mühle, die Zementmühle, eingetragen. Das Austragsgut der Zementmühle wird direkt und/oder über ein zwischengeschaltetes Reservoir in den Eintrag eines dynamischen Sichters mit vorzugsweise vorgegebenem Trennschnitt gegeben. Das Grobgut des dynamischen Sichters wird auf den Eintrag einer Mühle gegeben. In den Eintrag des dynamischen Sichters wird zusätzlich Hüttensandmehl oder Hüttensandgrieß gegeben. Das Austragsgut aus dem dynamischen Sichter wird zur Feinmahlung in den Eintrag einer zweiten Mühle gegeben. Das Austragsgut der zweiten Mühle wird in den Eintrag des dynamischen Sichters gegeben. Sulfatträger wird entweder dem Eintrag der ersten Mühle, dem Eintrag des dynamischen Sichters oder dem Eintrag der zweiten Mühle zugeführt. Das Feingut des dynamischen Sichters wird einem Reservoir zugeführt.
Wird anstelle von Portlandzement ein Klinkermehl mit einer dem Portlandzement entsprechenden Feinheit bereitgestellt, so wird dieses Klinkermehl gemeinsam mit einem getrockneten feinteiligen Sulfatträger auf den Sichter gegeben werden.
Als Mühlen kommen Hüttensandmühlen oder Zementmühlen in Betracht. Vorteilhaft kann auch eine Vertikalrollenmühle oder eine im Kreislauf arbeitende Rührwerkskugelmühle verwendet werden.
Bei der Erfindung wird insbesondere Portlandzement der Klasse CEM I 52,5 R aus den Klassen CEM I 42,5 R oder CEM I 32,5 R ermahlen. Auf erfindungsgemäße Weise kann jedoch auch ein Sonderzement von hohem Feinheitsgrad ermahlen werden.
Mit der Erfindung erfolgt eine Nachfeinung von normalem Portlandzement bei der gemeinsamen Fertigmahlung der Mehrkomponentenzemente (Portlandhüttenzement oder Hochofenzement) mittels einer im Kreislauf arbeitenden Zementmühle in einer Hüttensandmühle.
Die Besonderheit bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß der Portlandzement für eine Nachmahlung zuerst einem dynamischen Sichter zugeführt wird, so dass lediglich die anfallenden Sichtergrieße den Mühleneintrag speisen. Sulfatträger kann gemeinsam mit Klinker in der ersten Mühle vermählen werden. Im anderen Fall wird Sulfatträger dem Eintrag des dynamischen Sichters zugeführt. Alternativ wird Sulfatträger in den Eintrag der zweiten Mühle gegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine für eine Feinzerkleinerung besser gattierte bestehende Hüttensandmühle zur Nachfeinung verwendet, deren Kugeldurchmesser beispielsweise von 40 mm bis 17 mm abgestuft sind. Noch besser lässt sich das Verfahren realisieren, indem eine als zweite Stufe für die Nachzerkleinerung im Einsatz befindliche Zementmühle nicht am Eintrag der Mühle, sondern erfindungsgemäß am Sichtereintrag mit beispielsweise einem Vorzement (Klinkermehl plus feinteiliger Sulfatträger, trocken) oder mit einem
Portlandzement der Klasse CEM I 42,5 R oder CEM I 32,5 R beschickt wird. Die hier möglichen Kugeldurchmesser liegen zwischen 25 mm und 12 mm oder auch kleiner. Eine höhere Energie-Effizienz ist die Folge.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von einer Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Zweistufenmahlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
In Figur 1 ist eine zweistufige Mahlanlage dargestellt. Aus einem Klinkersilo 20 und einem Sulfatträger- oder Gipssilo 22 werden die zu vermählenden Materialien in eine erste Mühle 24 eingetragen, die eine Kugel-, Gutbettwalzen- oder eine Vertikal- Rollenmühle sein kann. Der Austrag 25 der Mühle 24 geht auf den Eintrag eines dynamischen Sichters 26. Dessen Grobkorn gelangt bei 28 zurück zum Eintrag der ersten Mühle 24. Der Feingutaustrag 27 des dynamischen Sichters 26 geht auf einen dynamischen Sichter 30. Alternativ geht das austragende Feingut 27 des Sichters 26 in ein Silo 32, das ebenfalls mit dem Eintrag des dynamischen Sichters 30 verbunden ist. Aus einem weiteren Silo 34 wird feinteiliger Zumahlstoff, beispielsweise Hüttensandmehl oder Hüttensandgrieß, dem Eintrag des dynamischen Sichters 30 zugeführt. Feinteiliger getrockneter Sulfatträger wird aus einem Silo 36 gemeinsam mit dem Klinkermehl und dem Zumahlstoff auf den Sichter 30 aufgegeben werden. Erfolgt die Zugabe des feinteiligen Sulfatträgers nicht vor dem dynamischen Sichter 30, so kann alternativ die Dotierung auch aus Silo 38 unmittelbar vor der Mühle 40 erfolgen.
Das Grobkorn 39 aus dem dynamischen Sichter 30 gelangt in den Eintrag der Mühle 40, die beispielsweise eine Kugelmühle, eine Vertikalrollenmühle, oder eine Rührwerkskugelmühle sein kann. Die Kugelmühlengattierung ist in diesem Falle für
eine Fein- und Feinstzerkleinerung ausgelegt. Der Austrag der Mühle 40 gelangt bei 41 in den Eintrag des dynamischen Sichters 30. Das Feingut des dynamischen Sichters 30 wird über die Förderstrecke 31 in ein Zementsilo 42 eingetragen. Dieses Feingut ist Portlandhüttenzement oder Hochofenzement hohen Feinheitsgrades, wobei dieser über den dynamischen Sichter 30 und die Mühle 40 eingestellt werden kann. Die für den beschriebenen Prozess aufzuwendende Energie ist im Verhältnis zu herkömmlichen Mahlanlagen deutlich reduziert.
Die Umsetzung der vorgeschlagenen Technologie wird anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele demonstriert. Grundlage dafür ist das gewonnene Datenmaterial über einen bilanzierten Referenzzustand ( * ) einer im offenen Kreislauf (Durchlauf) betriebenen Feinmühle zur Zementmahlung. Dieser Zement-Feinmühle wird im Weiteren ein dynamischer Sichter vorgeschaltet. Für Mühle und Sichter werden Transportwege des Mahlgutes realisiert, die den Betrieb im geschlossenen Mahlkreislauf Sichter-Mühle ermöglichen.
( * ) Die bilanzierte Feinmühle zur Zementmahlung besteht aus einer Einkammer- Rohrkugelmühle 3,6m Dmr. x 10,5m Länge.
( Fall A ) Einsatz der mit einem dynamischen Sichter im geschlossenen Kreislauf arbeitenden Zement-Feinmühle zur Herstellung eines Portlandzements CEM I 52,5 R durch Sichtung eines mit einer herkömmlichen Mahlanlage erzeugten Klinkermehls einschließlich der Zugabe des erforderlichen feinteiligen Sulfatträgers, so dass erfindungsgemäß lediglich die anfallenden Sichtergrieße in der Zementmühle nachgemahlen werden, bis das nachgemahlene Gut im Sichterfeingut als Fertigzement ausgetragen wird.
( Fall B ) Einsatz der mit einem dynamischen Sichter im geschlossenen Kreislauf arbeitenden Zement-Feinmühle zur Herstellung eines Portlandhüttenzementes CEM II/A-S 52,5 durch simultane Sichtung von Klinkermehl und Hüttensandmehl,
die in geeigneten Mahlanlagen getrennt vorgemahlen wurden, so dass erfindungsgemäß lediglich die anfallenden Sichtergrieße in der Zementmühle nachgemahlen werden, bis das nachgemahlene Gut im Sichterfeingut als Fertigzement ausgetragen wird.
Tabelle 1 enthält die wesentlichen Parameter zu den o.a. Ausführungsbeispielen.
Tabelle 1: Erreichbare Kenngrößen einer 2. Mahlstufe Sichter + Feinmühle im geschlossenen Kreislauf
Nachfolgend einige Bemerkungen zu den Beispielen:
• Die benötigten Ausgangsdaten entstammen dem aufgenommenen Referenzzustand (*), s. Tabelle 1 , Spalte 2, bzw. den Mahlbarkeitskennkurven der Komponenten, zum Beispiel gemäß Zeisel- oder Bondtest.
• Der Kornaufbau des Fertiggutes wurde für die jeweilige Zementsorte in Form von Sollfeinheitskennwerten vorgegeben.
• Die in der Tabelle zusammengestellten wesentlichen Kenngrößen-Massenströme (trocken), Parameter der Sichtertrennkurve sowie die Feinheitskenngrößen, wurden durch Modellrechnungen mittels Fließschemasimulation bestimmt.
• Zur Berechnung der Mahlanlage innerhalb der Fließschemasimulation dient ein prädiktives Berechnungsmodell.
• Zur Berechnung der Sichterströme dient ein geeignetes parametriertes Kennfeld: Trennkorn und ungesichteter Anteil in Abhängigkeit von Aufgabefeinheit, Beladung und Sichterdrehzahl.
• Der Ausweis der berechneten Blaine-Werte berücksichtigt die Korrelation zwischen der rechnerischen Oberfläche und verfügbaren Blaine- Analysewerten.
• Die Vorgehens weise orientiert sich primär auf den Einsatz herkömmlicher Rohrkugelmühlen, ist jedoch auf andere Zerkleinerungsmaschinen (Gutbettwalzenmühlen, Wälzmühlen usw.) übertragbar.