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WO2013120925A1 - Verfahren zur herstellung einer betriebsmasse für grobkeramische produkte und trocknungsspeicheranlage dafür - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer betriebsmasse für grobkeramische produkte und trocknungsspeicheranlage dafür Download PDF

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Publication number
WO2013120925A1
WO2013120925A1 PCT/EP2013/052923 EP2013052923W WO2013120925A1 WO 2013120925 A1 WO2013120925 A1 WO 2013120925A1 EP 2013052923 W EP2013052923 W EP 2013052923W WO 2013120925 A1 WO2013120925 A1 WO 2013120925A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
operating mass
drying
raw materials
ball mill
zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/052923
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Pichler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pr Ceramic Engineering Gesmbh
Original Assignee
Pr Ceramic Engineering Gesmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pr Ceramic Engineering Gesmbh filed Critical Pr Ceramic Engineering Gesmbh
Publication of WO2013120925A1 publication Critical patent/WO2013120925A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C1/00—Apparatus or methods for obtaining or processing clay
    • B28C1/003—Plant; Methods
    • B28C1/006—Methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C1/00—Apparatus or methods for obtaining or processing clay
    • B28C1/02—Apparatus or methods for obtaining or processing clay for producing or processing clay suspensions, e.g. slip
    • B28C1/06—Processing suspensions, i.e. after mixing
    • B28C1/08—Separating suspensions, e.g. for obtaining clay, for removing stones; Cleaning clay slurries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C1/00—Apparatus or methods for obtaining or processing clay
    • B28C1/10—Apparatus or methods for obtaining or processing clay for processing clay-containing substances in non-fluid condition ; Plants
    • B28C1/14—Apparatus or methods for obtaining or processing clay for processing clay-containing substances in non-fluid condition ; Plants specially adapted for homogenising, comminuting or conditioning clay in non-fluid condition or for separating undesired admixtures therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28C—PREPARING CLAY; PRODUCING MIXTURES CONTAINING CLAY OR CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28C7/00—Controlling the operation of apparatus for producing mixtures of clay or cement with other substances; Supplying or proportioning the ingredients for mixing clay or cement with other substances; Discharging the mixture
    • B28C7/02—Controlling the operation of the mixing
    • B28C7/022—Controlling the operation of the mixing by measuring the consistency or composition of the mixture, e.g. with supply of a missing component
    • B28C7/024—Controlling the operation of the mixing by measuring the consistency or composition of the mixture, e.g. with supply of a missing component by measuring properties of the mixture, e.g. moisture, electrical resistivity, density
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Definitions

  • the present invention relates in general and more particularly to a method for producing a working mass for heavy clay products, in particular clinker, masonry, roof tiles
  • Main components form are there usually mined in the open pit. Special aggregate clays and other additives required to produce the operating mass from which the final products are formed can be transported from greater distances to the production facility.
  • the mined raw materials are stored in layers on large heaps of raw materials (up to 300,000 m 3 ). These heaps are then broken down again perpendicular to the course of the storage layers to better mix the raw material and to compensate for compositional variations.
  • the raw material warehouses also serve as buffers in order to ensure uniform production regardless of weather and seasons.
  • the preparation and compilation of raw materials represents the core process in which the
  • shaping is enriched with water or steam in order to obtain a plastically mouldable mass.
  • the material then takes on its final form.
  • coarse ceramics predominantly extruders or extruders, possibly with upstream mixers, are used for this purpose.
  • the final press moisture is adjusted by means of water or steam.
  • the operating mass is stiffened by applying vacuum, compacted by means of screw shafts and finally extruded through a mouthpiece.
  • the optimum moisture content (percentage of water in the working mass) is between 19% and 24% ana.
  • the extruded clay strand is cut into moldings and these are possibly in a further pressing process in its final form (eg in the production of roof tiles).
  • the moisture is reduced to a value between 1% and 3%, so that they are not destroyed in the subsequent firing process.
  • the moldings are heated at process temperatures of up to 130 ° C and dried.
  • the so-called green compacts are heated at a temperature between 900 ° C (large block brick) and max. 1200 ° C (clinker) fired.
  • the tunnel kilns used are operated continuously and operate on the principle of a countercurrent heat exchanger.
  • the kiln undergoes a defined increase in temperature from the heating zone (kiln inlet) to the maximum temperature in the firing zone and a temperature drop to the ambient temperature in the cooling zone (kiln exit).
  • This so-called firing curve - characterized by the heating and cooling rate, the firing temperature and the holding time - is decisive for the product properties. It is determined empirically depending on the respective raw material composition and the properties of the operating mass. Therefore, the processing of the operating mass, which defines the raw material composition, is a core process to ensure consistent product characteristics and to minimize quality losses caused by variations in composition of the operating mass.
  • metering box feeders are usually used with a large-volume filling box, which are filled with the various raw and aggregates. From the stuffing box, the material passes onto a conveyor belt which presses the material against a reel or a slider. The speed of the belt, the position of the slider and / or the speed of the reel thereby determine the amount of raw material which is dropped onto a central collecting conveyor belt.
  • Different box feeders are required for different main raw materials.
  • Other dry, free-flowing raw materials and aggregates can also be metered with the aid of compressed air or via screw conveyors. be guided. This resulting mixture of operations is formed from the supplied proportions of different task devices.
  • the production mixture must first be comminuted.
  • the roller principle uses two counter-rotating rollers, one with a smooth surface (smoothing roller) and one with a thread (screening roller).
  • the thread peels larger foreign bodies out of the raw material conveyed through the nip and carries them out via the thread grooves (screw thread). Smaller foreign objects are drawn into the nip and further crushed there.
  • the raw material is forced through sieves with screws. So a clay cleaner presses it with a screw, the raw material through a rotating screen basket with a slot perforation and thereby promotes foreign matter, which can not pass the slot perforation, always on to the top of the conical sieve and carries it there at the Sieb- or Schneckenspitze by a Opening off.
  • the production mixture is processed in continuous mixers (single-shaft or twin-shaft mixers) to a homogeneous molding compound, which has as far as possible a constant chemical composition and uniform physical properties. Uneven properties may cause undesirable stresses or even cracks on drying and firing.
  • the method of moisturization outlined above reaches its limits very quickly, especially when raw materials with a high moisture content (moisture content from 21% ana, depending on the type of product)
  • Raw material should be processed.
  • Such over-moist raw materials are very sticky and can no longer be precisely and continuously metered via the usual box feeders, since the discharge particles only convey in bulk and agglomerating caking at the transfer of conveyor belts clogs the chutes. Also, the usual methods and devices for crushing such as roll crushers and edge mills no longer work.
  • the continuous metering is also very difficult because it comes to dome formation in the box loader bodies.
  • the discharge belts running underneath go through, if necessary, empty.
  • the raw material dome breaks down.
  • the material gets impact- trough or bangs on the discharge conveyor and can not be precisely metered.
  • the raw material composition fluctuates and the subsequent process engineering processes have to be adapted to different operating mixtures.
  • Very moist raw material also causes problems in particular if it is to be frozen in areas with cold and long winters and processed as iced raw material.
  • the conventional box feeders are not suitable for "dry" icy clay chunks (blockage, wear, operational damage, machine breakage) and, on the other hand, high raw material losses can occur if iced agglomerations are separated out as stones.
  • the present invention provides a method for producing a bulk material for heavy clay products, in particular clinker, masonry and roof tiles, comprising: giving raw materials for the operating mass in a ball mill, processing the raw materials in the ball mill, providing and processing the Operating mass in a stirred tank, drying and storing the operating mass in a drying storage system, discharging the stored in the drying storage system operating mass by means of a mechanical conveyor and supplying the operating mass to a molding plant.
  • Another aspect relates to a drying storage plant (Sprühmaukturm), which is designed as a spray tower device with a drying zone and a storage zone. Further aspects and features of the present invention will become apparent from the dependent claims, the accompanying drawings and the following description of preferred embodiments.
  • FIG. 2 is a schematic representation of a drying storage system according to the invention
  • FIG. 3 is a schematic representation of an alternative discharge device for the system according to FIG. 2.
  • FIG. 1 illustrates an embodiment of the method according to the invention.
  • the inventive method for producing a working mass for heavy clay products is characterized by the fact that instead of the usual process for processing (especially dry and wet processing) here a special wet treatment process comes into effect, in which also high moisture content (higher 21%, in particular higher 25% ana) can be processed.
  • the raw materials are poured into a ball mill and there wet treated with the addition of water and plasticizers, depending on the initial moisture of the added Grubentone (eg 30%) is added so much water that a slip or Tonbrei (suspension of solids and water ) is formed (about 40% moisture content ana), the solid constituents of which is comminuted continuously or discontinuously by the grinding media in the ball mill.
  • Grubentone eg 30%
  • Tonbrei suspension of solids and water
  • ball mill also drum mill
  • the term ball mill here includes crushing machines aut hi- a rotating grinding drum usually with a horizontally mounted, cylindrical or cylindrical-conical grinding chamber.
  • the material is circulated or toppled together with the Mahlkörpem.
  • the Zcrminin ceremoniess- or Mahlrial arises by the collision of the grinding media with the intermediate Mahlgut or by their shearing motion against each other during the rotation of the drum.
  • metallic grinding media made of steel, chilled cast iron or hard metal alloys. Undesirable iron abrasion can then be separated, if necessary, magnetically or chemically (by leaching).
  • Other synthetic grinding media may also be formed of ceramic such as hard porcelain or sintered aluminum oxide.
  • the millbase suspension is drawn off and sieved to the desired maximum particle size ( ⁇ 0.4 mm). Larger residual or waste particles (e.g., rock debris, organic contaminants such as wood or roots, etc.) either remain in the ball mill, are further comminuted, or are discarded as the slurry is discharged, or optionally removed upon replacement of the baffles or during cleaning of the ball mill.
  • Larger residual or waste particles e.g., rock debris, organic contaminants such as wood or roots, etc.
  • the withdrawn Schiicker is provided in one or more stirred tank (s) and further processed.
  • additional additives are added to the slurry as needed and the exact moisture content is set.
  • Existing pollutants may optionally be precipitated by means of suitable starting materials. Wet spirals can be used to separate certain precipitate products or to specify the particle size distribution.
  • the so precisely defined operating mass suspension (slurry) is then reduced in a drying storage system in a spray drying process to an initial moisture content of between 15% and 18% ana (this is about 3% below the optimum press moisture of the respective operating mass).
  • the operating mass thus adjusted to the desired humidity is temporarily stored in the drying storage system.
  • the thus prepared operating mass is then discharged by means of a mechanical conveyor from the drying storage system and fed to a molding plant.
  • the operating mass is dried in the drying storage system in a drying zone and stored in a storage zone.
  • the operating mass passes directly into an external storage zone (for example, a swamp shed) where intermediate storage takes place.
  • the residual moisture content of the operating mass of the stored operating mass is between 9% and 23%, preferably between 15% and 18% (in each case ana). This initial moisture is particularly suitable for subsequent shaping.
  • a mechanical conveying device is provided at the bottom of the storage zone, which discharges the operating mass from the storage zone and supplies it to the shaping installation.
  • the arrangement on the ground allows a uniform from promoting the already partially compressed operating mass with the desired properties.
  • the overlying storage zone serves as an operating mass buffer that can be assembled and disassembled during operation (e.g., interrupting the drying process with a change in slurry feed from different stirred tanks) without interrupting the continuous supply of operating material to the forming operation.
  • this mechanical conveyor is designed as a discharge screw, as a collection plate and / or as a collection tape. These facilities allow a precisely metered continuous discharge of the operating mass from the drying storage system.
  • stirred tank can be endeert in the drying storage system, and filled another stirred tank and the operating mass suspension contained therein (slurry) are processed.
  • the drying storage system comprises a spray tower device which sprays the suspension into a drying zone, which passes dried into a storage zone arranged therebelow.
  • the desired drying and intermediate storage can be realized in a particularly simple manner.
  • the illustrated method comprises a number of sub-processes, some of which run in batch mode, that is to say batchwise (area A), and those which run continuously, ie in flow mode (area B).
  • the raw materials 1 and 2 additives are filled with wheel loaders 3 in feeder 4.
  • Raw materials 1 are different clay blends and sand.
  • Additives 2 are e.g. water-soluble additives such as e.g. Manganese granules, which serve to make color changes or product-specific adjustments of the operating mass.
  • the proportions by weight of the individual raw materials and additives 1, 2 are determined by means of scales (weighing bridges) so that the components filled in the feeder 4 form the correct mixture in proportion and quantity.
  • additives 2 which are obtained in smaller quantities, via other metering devices (for example screw conveyors).
  • At least two feeders 4 are provided, which are filled alternately.
  • the raw material mixture 5 present in the feeder 4 is conveyed by means of a hydraulic pusher or else by other suitable means, such as e.g. through snails,
  • the actual wet processing begins.
  • the raw material mixture 5 with a water content or moisture content of more than 20% is additionally added to water 7, which is used to improve the process. It can also be heated. Hot water 7 is added in particular when very cold or partially frozen raw materials 1 are to be processed in the wet ball mill 6.
  • the filled raw materials and additives 1, 2 are mixed with the water 7 and comminuted by the grinding media (eg balls), so that a slurry suspension is formed, which has a water content of 30 to 60% and the essential process components to the desired Grit size spectrum ( ⁇ 0.4 mm) are crushed.
  • the slurry suspension in the wet ball mill 6 can be supplemented with further additives such as flux 9 (plasticizers) and organic fuels 10, which later also serve as a porosity agent.
  • the slip suspension 5 is filled via a sieve device 11 into a stirred tank 12.
  • organic impurities such as wood and uncrushed raw material components 14 are deposited and removed.
  • the raw material components 14 can be filled again for further comminution in the wet ball mill 6 and processed there with a further mixture of raw materials 5.
  • the slip suspension 5 is further processed and defined. Firstly, by removing further undesired constituents (for example precipitation by means of suitable starting materials). And second, by adding more chemical additives and constituents 16. The exact quantities required for this purpose can be precisely determined by analyzes of the slip suspension 5.
  • two stirred tank 12 are provided, which are alternately fed from the wet ball mill 6. In this way, initially different raw material mixtures 5 in the respective stirred tank by adding appropriate additives (water 7, organic fuels 10, chemical additives 15, 16 Tontscher) are accurately mixed. Likewise, batchwise different impurities occurring depending on the composition of the slurry slurry 5 can be deposited.
  • the slip suspension 5 is pumped out of the stirred tank 12 into a drying device, which is designed here as a drying storage system 17 (spray tower tower).
  • the drying storage system 17 also serves to convert the previously batch process into a continuous process (flow process).
  • the slip suspension 5 is subjected to a spray-drying process in the upper region (drying zone 20). It is atomised in a hot gas stream 24, which extracts a certain amount of water from the individual droplets of the slurry, which, together with the warm air, is removed via a hot air stream. deduction of Annex 17 is withdrawn.
  • the partially dried slurry particles fall under gravity into a storage area (storage zone 40) where the operating mass 50 is accumulated and increasingly compressed.
  • This Sprühmaukturm 17 combines the functions of a spray tower and a so-called. Swamp House.
  • the operating mass 50 is continuously discharged and conveyed into a likewise continuously operating mixer 18, where the mass 50 is finally processed, in the water 7 or steam and other additives 2, 9, 10, 15, 16 can be added. From the mixer then passes the finally processed operating mass 50 in the extruder 19 for shaping.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a suitable drying storage system 17, which as
  • Sprühmaukturm is formed. It has a drying zone 20 in its upper area and a storage zone 40 in the lower area.
  • the slip is supplied via a ring line 21 extending at the edge of the system in the drying zone 20, at which a plurality of spray nozzles 22 are arranged, through which the slurry slurry 5 is sprayed upwards and inwards into the drying zone 20 at a pressure of approximately 20 bar.
  • a hot gas supply 23 which blows a hot gas stream 24 cyclonic into the drying zone 20.
  • the hot gas stream 24 can be composed of furnace exhaust air and, if appropriate, also of combustion exhaust gases, or be produced by suitable heating units.
  • the present in the hot gas stream 24 Schlickertröpfchen moisture is removed in the desired manner and enriched with particles of the operating mass hot gas (hot air / gas stream 240) is withdrawn in the lower part of the drying zone 20 under a baffle hood 25 and out of the drying zone 20. There, the gas stream 240 in a cyclone 26, the operating mass particles 55 are withdrawn, which can be used and possibly the operating mass 50 are fed again.
  • the dried-on slurry droplets or granule parts fall from the drying zone 20 into the storage zone 40, which has approximately the same or greater diameter (eg, conically widened downwards) as the drying zone 20.
  • a Radiomassenstock 50 whose density increases towards the bottom. Since the residual moisture (15% -18%) is relatively high, forms at the bottom of the storage zone 40 (the bottom of the drying storage device 17) is a relatively compact and homogeneous operating mass layer 51, which additionally supports the moisture balance and the homogenization.
  • FIG. 3 shows an alternative discharge device 143, which can discharge the operating mass layer 51 in the sole of the storage zone 40 over the entire cross section of the drying storage system 17.
  • the operating mass 50 rests on a support plate 143a, over which one or more conveyor belts 143b run.
  • lateral slots 145 the operating mass 50 then passes from the bottom of the operating mass layer 51 from the storage zone 40 and can be further processed.
  • the discharge can also take place via a rotating disk, optionally with conveying grooves or ribs

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER BETRIEBSMASSE FÜR GROBKERAMISCHE PRODUKTE UND TROCKNUNGSSPEICHERANLAGE DAFÜR
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Betriebsmasse für grobkeramische Produkte, insbesondere Klinker, Mauer-, Dachziegel
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es sind verschiedene Verfahren zur Produktion grobkeramischer Produkte bekannt. Herstellungsbe- triebe (z.B. Ziegeleien) für grobkeramische Produkte sind meist nahe dem Vorkommen der Hauptrohstoffe angesiedelt, um Transportkosten zu sparen. Lehme und Tone, welche die
Hauptbestandteile bilden, werden dort in der Regel im Tagebau abgebaut. Spezielle Zuschlagtone und andere Additive, die zur Herstellung der Betriebsmasse erforderlich sind, aus der die Endprodukte geformt werden, können aus größeren Entfernungen zur Produktionsanlage transportiert werden.
Die abgebauten Rohstoffe werden auf großen Rohstoffhalden (bis zu 300.000 m3) schichtweise zwischengelagert. Diese Halden werden dann senkrecht zum Verlauf der Lagerschichten wieder abgebaut, um das Rohmaterial besser zu durchmischen und um Zusammensetzungsschwankungen auszugleichen. Die Rohstofflager dienen auch als Puffer, um eine gleichmäßige Produktion witte- rungs- und jahreszeitenunabhängig sicherstellen zu können.
Die Aufbereitung und Zusammenstellung der Rohstoffe stellt den Kernprozess dar, bei dem die
Eigenschaften des späteren Endproduktes maßgeblich bestimmt werden. Dabei wird aus den einzelnen Tonkomponenten und Zuschlagstoffen eine möglichst homogene Masse hergestellt, die möglichst keine schädlichen Einschlüsse und unerwünschte Komponenten enthält. Sie weist die für die Formgebung maßgeblichen physikalischen und chemischen Eigenschaften auf und stellt so die erforderliche gleichmäßige und reproduzierbare Produktqualität sicher.
Je nach Feuchte des Rohmaterials spricht man von Trocken-, Feucht- bzw. Nass- oder Schlickeraufbereitung. Jede Aufbereitungsmethode ergibt am Ende eine Rohstoffmischung, die vor der
Formgebung gegebenenfalls mit Wasser bzw. Dampf angereichert wird, um eine plastisch formbare Masse zu erhalten. Bei der Formgebung erhält das Material dann seine endgültige Form. Dazu dienen in der Grobkeramik überwiegend Strangpressen bzw, Extruder, ggf. mit vorgeschalteten Mischern. Darin werden ggfs. nochmals Zuschlagstoffe eingemischt und die endgültige Pressfeuchte wird mittels Wasser oder Dampf eingestellt. Die Betriebsmasse wird durch Anlegen von Vakuum versteift, mittels Schneckenwellen verdichtet und schließlich durch ein Mundstück extrudiert. Als optimale Pressfeuchte (prozentualer Wasseranteil der Betriebsmasse) gilt ein Bereich zwischen 19% und 24% ana. Der extrudierte Tonstrang wird in Formlinge geschnitten und diese werden ggf. in einem weiteren Pressvorgang in ihre endgültige Form gebracht (z.B. bei der Produktion von Dachziegeln).
Beim Trocknen dieser Formlinge wird die Feuchtigkeit auf einen Wert zwischen 1% und 3% reduziert, damit diese im nachfolgenden Brennprozess nicht zerstört werden. Die Formlinge werden bei Prozesstemperaturen von bis zu 130° C erwärmt und getrocknet.
Beim abschließenden Brennen (z.B. in Tunnelöfen) werden die sogenannten Grünlinge bei einer Temperatur zwischen 900°C (Großblockziegel) und max. 1200°C (Klinker) gebrannt. Die verwendeten Tunnelöfen werden kontinuierlich betrieben und arbeiten nach dem Prinzip eines Gegenstrom- Wärmetauschers. Das Brenngut erfährt dabei einen definierten Temperaturanstieg von der Aufheizzone (Ofeneinfahrt) bis zur Maximaltemperatur in der Brennzone und eine Temperaturabsenkung hin zur Umgebungstemperatur in der Kühlzone (Ofenausfahrt). Diese sogenannte Brennkurve - charakterisiert durch die Aufheiz- und Abkühlrate, die Brenntemperatur und die Haltezeit - ist mitentscheidend für die Produkteigenschaften. Sie wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Rohstoffzusammensetzung und den Eigenschaften der Betriebsmasse empirisch ermittelt. Daher stellt die Aufbereitung der Betriebsmasse, bei der die Rohstoffzusammensetzung definiert wird, einen Kernprozess dar, um konsistente Produkteigenschaften sicherzustellen und Qualitätseinbußen, die durch Schwankungen in der Zusammensetzung der Betriebsmasse verursacht werden, zu minimieren.
Dazu dienen bei der im Grobkeramikbereich üblichen Feuchtaufbereitung vier Hauptschritte:
I. Zum Dosieren werden in der Regel Kastenbeschicker mit einem großvolumigen Füllkasten verwendet, die mit den verschiedenen Roh- und Zuschlagstoffen gefüllt werden. Aus dem Füllkasten gelangt das Material auf ein Transportband, welches das Material gegen eine Haspel oder einen Schieber drückt. Die Geschwindigkeit des Bandes, die Stellung des Schiebers und/ oder die Geschwindigkeit der Haspel bestimmen dabei die Menge des Rohstoffes der auf ein zentrales Sammelförderband abgeworfen wird. Für unterschiedliche Hauptrohstoffe sind unterschiedliche Kastenbeschicker erforderlich. Weitere trockene, rieselfähige Roh- und Zuschlagstoffe können auch mit Hilfe von Druckluft oder über Förderschnecken dosiert zu- geführt werden. Diese sich so ergebende Betriebsmischung wird aus den zugeführten Mengenanteilen der unterschiedlichen Aufgabegeräte gebildet.
II. Für die weitere Aufbereitung muss die Produktionsmischung zunächst zerkleinert werden.
Dies geschieht stufenweise über Brecher, Kollergänge, Schlagleisten-Walzwerke oder Sieb- brechmischern und schließlich mit Walzwerken mit unterschiedlich breiten Walzen spalten.
III. In der zerkleinerten Produktionsmischung vorhandene Fremdkörper (z.B. Steine, Wurzeln, Holz) können in zwei Verfahren ausgesondert werden:
Beim Walzenprinzip werden zwei gegenläufige Walzen verwendet, von denen eine mit glatter Oberfläche (Glättwalze) und eine mit einem Gewinde (Aussonderungswalze) versehen ist. Das Gewinde schält größere Fremdkörper aus dem durch den Walzenspalt geförderten Rohstoff heraus und trägt diese über die Gewindefurchen (Schraubengang) aus. Kleinere Fremdkörper werden in den Walzenspalt eingezogen und dort weiter zerkleinert.
Beim Extrusions-Prinzip wird das Rohmaterial mit Schnecken durch Siebroste gedrückt. So ein Tonreiniger presst dabei mit einer Schnecke das Rohmaterial durch einen rotierenden Siebkorb mit einer Schlitzlochung und fördert dabei Fremdkörper, welche die Schlitzlochung nicht passieren können, immer weiter zur Spitze des konischen Siebes und trägt diese dort an der Sieb- bzw. Schneckenspitze aus durch eine Öffnung aus.
Metallische Bestandteile können mit Hilfe von Magneten ausgesondert werden.
IV. Schließlich wird die Produktionsmischung in Durchlaufmischern (Einwellen- oder Doppel- wellenmischer) zu einer homogenen Formmasse verarbeitet, die möglichst eine konstante chemische Zusammensetzung und gleichmäßige physikalische Eigenschaften aufweist. Ungleichmäßige Eigenschaften können beim Trocknen und Brennen zu unerwünschten Spannungen oder sogar zu Rissen führen.
Das oben skizzierte Verfahren zur Feuchtaufbereitung stößt insbesondere dann sehr schnell an seine Grenze, wenn Rohstoffe mit hoher Grubenfeuchte (Feuchtigkeitsgehalt ab 21% ana, je nach
Rohstoff) bearbeitet werden sollen. Solche überfeuchten Rohstoffe sind sehr klebrig und über die üblichen Kastenbeschicker nicht mehr präzise und kontinuierlich zu dosieren, da die Austragshas- peln nur noch schwallweise fördern und agglomerierende Anbackungen an der Übergabe von Förderbändern die Schurren verstopfen. Auch die üblichen Verfahren und Vorrichtungen zur Zerkleinerung wie Walzenbrecher und Kollergänge funktionieren nicht mehr.
Die kontinuierliche Dosierung ist auch stark erschwert, da es zur Dombildung in den Kastenbeschickeraufbauten kommt. Dadurch fahren die darunter verlaufenden Austragsbänder ggfs. leer durch. Bei weiterer Materialzufuhr bricht dann der Rohstoffdom zusammen. Das Material gelangt schlagar- tig schwall- oder batzenweise auf das Austragsband und kann nicht präzise dosiert werden. Dadurch schwankt die Rohstoffzusammensetzung, und die nachfolgenden verfahrenstechnischen Prozesse müssen an unterschiedliche Betriebsmischungen angepasst werden. Dies ist jedoch durch die relative Trägheit dieser Prozesse (Trocknen und Brennen) technisch gar nicht bzw, nur sehr schwer oder mit sehr hohem Aufwand möglich.
Auch die üblichen Vorrichtungen zum Ausscheiden von Fremdkörpern, insbesondere von Steinen, versagen bei sehr feuchten Rohstoffen. Gewinde oder Aussonderungsrechen funktionieren nicht zufriedenstellend. Fremdkörper verbleiben in der Betriebsmasse und erhöhen den Verschleiß in den nachfolgenden Bearbeitungsmaschinen. Insbesondere sehr harte Fremdkörper, wie„Flintsteine" senken die Standzeiten der verwendeten Maschinen erheblich. Der Kraftaufwand steigt. Die Durchsatz-/Transportleistung sowie die Betriebssicherheit fallen ab.
Sehr feuchtes Rohmaterial führt insbesondere auch dann zu Problemen, wenn dieses in Gebieten mit kalten und langen Wintern durchfriert und als vereistes Rohmaterial verarbeitet werden soll. Zum einen sind die herkömmlichen Kastenbeschicker für„trockene" vereiste Tonbrocken nicht geeignet (Verstopfung, Verschleiß, Betriebsschäden, Maschinenbruch) und zum anderen können hohe Rohsto ffverluste entstehen, wenn vereiste Agglomerationen als Steine ausgesondert werden.
Zu kalte Rohstoffmischungen, die ggf. noch lokale Vereisungen enthalten, können durch Zugabe von Dampf oder Wasser nur sehr schwer auf eine gleichmäßige Restfeuchtc eingestellt werden. Bei Formltnge mit ungleichmäßiger Feuchtigkeitsverteilung und Eisbestandteilen, die in den Trock- nungsprozess gelangen, wird das lokal frei werdende, zusätzliche Wasser verdampft, und erhöht die Luftfeuchtigkeit (Wasserdampf) im Trockner. Der Wasserdampf kann sich dann wiederum an den kalten Formlingen als Wasser niederschlagen, diese aufweichen und gegebenenfalls sogar zerstören. Um dies zu vermeiden muss die Trocknerleistung ständig angepasst und der Prozess gegebenenfalls verlangsamt werden. Damit müssen dann auch die vorhergehenden oder nachfolgenden Prozesse verlangsamt werden oder es werden zwischen den einzelnen Teilprozessen Produktionspuffer erforderlich um die Prozessschwankungen auszugleichen.
Insgesamt erschwert eine hohe Rohstofffeuchtigkeit die sichere Einstellung der gewünschten
Pressfeuchte für die Betriebsmasse, deren Eigenschaften hinsichtlich ihrer Plastizität und Formbarkeit damit nur sehr schwer einstellbar werden, dies kann im ungünstigsten Fall zum Stillstand der Produktion führen. Die Betriebskosten steigen, da überfeuchte Rohstoffe eine klebrige, zähe und schwer handhabbare Betriebsmasse bilden, die eine erhöhte Antriebsleistung (Energiekosten) erfordert und den Anlageverschleiß (Wartungs- und Reparaturkosten) erhöhen. Dieses Problem tritt insbesondere an den Aussonderungsmaschinen auf. Um die oben genannten Schwierigkeiten zu reduzieren wird versucht, die Rohstoffe witterungsabhängig— also bei möglichst trockenem Wetter - vorzunehmen und die Rohstoffe dann für die Produktion witterungsunabhängig bzw. witterungsgeschützt zwischen zu lagern. Dies führt zu zwei wesentlichen Problemen: Zum einen müssen Maschinen für erhöhte Abbaukapazitäten vorgehalten werden, um die begrenzten Abbauzeitfenster optimal nutzen zu können, damit das erforderliche Gesamtabbauvolumen erreicht werden kann. Damit steigen die Investitionskosten. Zum anderen werden kostenintensive Zwischenlager (z.B. Freiland-Halden) erforderlich, die gegebenenfalls gegen Regen und Schnee geschützt werden müssen. Bei extremen Witterungsbedingungen müssen sogar Hallen errichtet werden, die gegebenenfalls sogar zusätzlich beheizt werden müssen.
Ein besonderes Problem stellen auch solche Rohstoffe dar, die unabhängig von der Witterang von sich aus sehr feucht sind. Eine Entfeuchtung ist zwar im Prinzip durch großflächiges Ausbreiten möglich (Trocknung durch Sonne und/oder Wind), birgt aber das Risiko, dass diese Rohstoffe bei Regen wieder nass werden und nicht zu verarbeiten sind. Besonders geschützte Freilandhalden oder sogar Rohstoffhallen würden auch hier wieder die Investitionen erheblich erhöhen.
Es gibt auch die Möglichkeit Tontrockner einzusetzen. Deren gleichmäßige Beschickung ist jedoch wegen der oben erläuterten Schwierigkeiten bei der Aufgabe von sehr feuchten Rohstoffen über Kastenbeschicker nur eingeschränkt möglich. Ein gleichförmiger kontinuierlicher Tontrocknungs- prozess ist damit erschwert, da bei ungleichmäßiger Beschickung keine gleichmäßige Granulierung der Rohstoffe möglich ist.
Es besteht also die Aufgabe ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Betriebsmasse für grobkeramische Produkte zur Verfügung zu stellen, bei dem die oben genannten Schwierigkeiten wenigstens teilweise ausgeräumt werden können. Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Betriebsmasse für grobkeramische Produkte dar, insbesondere Klinker, Mauer- und Dachziegel, aufweisend: Aufgeben von Rohstoffen für die Betriebsmasse in eine Kugelmühle, Aufbereiten der Rohstoffe in der Kugelmühle, Bereitstellen und Aufbereiten der Betriebsmasse in einem Rührbehälter, Trocknen und Lagern der Betriebsmasse in einer Trocknungsspeicheranlage, Austragen der in der Trocknungsspeicheranlage gelagerten Betriebsmasse mittels einer mechanischen Fördereinrichtung und Zuführen der Betriebsmasse zu einer Formgebungsanlage.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine Trocknungsspeicheranlage (Sprühmaukturm), die als Sprüh- turmeinrichtung mit einer Trockenzone und einer Speicherzone ausgebildet ist. Weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beige¬ fügten Zeichnungen beschreiben. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Trocknungsspeicheranlage,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer alternativen Austragseinrichtung für die Anlage gemäß Fig. 2.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Vor einer detaillierten Beschreibung folgen zunächst allgemeine Erläuterungen zu dieser und weiteren Ausfuhrungsformen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Betriebsmasse für grobkeramische Produkte zeichnet sich dadurch aus, dass anstelle der üblichen Verfahren zur Aufbereitung (insbesondere Trocken- und Feuchtaufbereitung) hier ein spezielles Nassaufbereitungsverfahren zur Geltung kommt, bei dem auch Rohstoffe mit hohem Feuchtigkeitsgehalt (höher 21%, insbesondere höher 25 % ana) verarbeitet werden können.
Dabei werden die Rohstoffe in eine Kugelmühle eingefüllt und dort unter Zugabe von Wasser und ggfs. Plastifizierungsmitteln nass aufbereitet, je nach Ausgangs feuchte der zugegebenen Grubentone (z.B. 30%) wird so viel Wasser zugesetzt, dass ein Schlicker oder Tonbrei (Suspension aus Feststoffen und Wasser) entsteht (ca. 40% Feuchtigkeitsanteil ana), dessen feste Bestandteile von den in der Kugelmühle befindlichen Mahlkörpern kontinuierlich oder diskontinuierlich zerkleinert wird.
Der Begriff Kugelmühle (auch Trommelmühle) umfasst hier Zerkleinerungsmaschinen, die eine rotierende Mahltrommel autweisen— meist mit einem horizontal gelagerten, zylindrischen bzw. zylindrisch-konischen Mahlraum. Bei der Drehung der Trommel wird das Gut zusammen mit den Mahlkörpem umgewälzt bzw. gestürzt. Die Zcrkleinerungs- oder Mahlwirkung entsteht durch den Zusammenprall der Mahlkörper mit dem dazwischenliegenden Mahlgut bzw. durch ihre Scherbewegung gegeneinander während des Umlaufens der Trommel. Als Mahlkörper dienen kugelförmige oder zylindrische Körper aus widerstandfähigem Material (Flintstein oder Albit), die auch einem Verschleiß unterliegen. Es gibt auch metallische Mahlkörper aus Stahl, Hartguss oder Hartmetalllegierungen. Unerwünschter Eisenabrieb kann dann, wenn notwendig, magnetisch oder chemisch (durch Laugung) abgetrennt werden. Andere synthetische Mahlkörper können auch aus Keramik, wie Hartporzellan oder gesintertem .Aluminiumoxyd, ausgebildet sein.
Beim Aufbereiten der Rohstoffe in der Kugelmühle werden die Grobanteile der Rohstoffe und Fremdkörper zerkleinert. Im Rohmaterial vorhandene Steine dienen bis zu ihrer Zerkleinerung selbst als Mahlkörper. Kugelmühlen können auch ggf. vorliegende Kalkverunreinigungen auf eine unbedenkliche Korngröße von unter 0,4 mm zu zerkleinern. Die Relativbewegung der Mahlkörper variiert abhängig von deren Massen und der Rotationsgeschwindigkeit der Trommel. Bei geringen Drehzahlen werden die Mahlkugeln nur wenig am aufsteigenden Rand der Trommel mitgeführt und rollen dann im Hanggefälle wieder nach unten (Kaskadenbetrieb). Bei höheren Drehzahlen kommt es zu einem weiteren Mitschleppen und Stürzen der Mahlkörper (Kataraktbetrieb). Gegenüber der Scherbewegung dominiert dann die Prallwirkung.
Die Mahlgutsuspension wird abgezogen und auf die gewünschte maximalen Teilchengröße (< 0,4 mm,) gesiebt. Größere Rest- oder Abfallpartikel (z.B. Gesteinsreste, organische Verunreinigungen wie Holz oder Wurzeln, etc.) verbleiben entweder in der Kugelmühle, werden weiter zerkleinert, oder werden beim Abführen des Schlickers ausgesondert oder gegebenenfalls beim Austausch der Prallkörper oder bei der Reinigung der Kugelmühle entfernt.
Anschließend wird der abgezogene Schiicker in einem oder mehreren Rührbehälter(n) bereitgestellt und weiter aufbereitet Dabei werden dem Schlicker nach Bedarf zusätzliche Additive beigemischt und der exakte Feuchtigkeitsgehalt wird eingestellt. Vorhandene Schadstoffe können gegebenenfalls mittels geeigneter Edukte ausgefällt werden. Über Nassspiralen können bestimmte Ausfällprodukte abgeschieden oder die Korngrößenverteilung präzisiert werden.
Die so exakt definierte Betriebsmassen-Suspension (Schlicker) wird dann in einer Trocknungsspeicheranlage in einem Sprühtrocknungsverfahren auf eine Ausgangsfeuchte zwischen 15% und 18% ana reduziert (diese liegt ca, 3% unter der optimalen Pressfeuchte der jeweiligen Betriebsmasse). Gleichzeitig wird die so auf die gewünschte Feuchtigkeit eingestellte Betriebsmasse in der Trocknungsspeicheranlage zwischengelagert. Die so vorbereitete Betriebsmasse wird dann mittels einer mechanischen Fördereinrichtung aus der Trocknungsspeicheranlage ausgetragen und einer Formgebungsanlage zugeführt. So können mit dem neuartigen Einsatz bekannter Einzelverfahren auch Rohmassen mit hoher Ausgangsfeuchtigkeit effektiv verarbeitet werden. Das Verfahren ist besonders energieeffizient, da in der vorgesehenen Trocknungsspeicheranlage anstelle der normalerweise in Sprühtrocknern üblichen Restfeuchte von 5 - 6 % lediglich eine Endfeuchtigkeit von 15% - 18% eingestellt werden braucht. Durch die Zwischenlagerung (Pufferung) der Betriebsmasse in der Trocknungsspcichcranlagc und die kontinuierliche, mechanischen Austragung ist die fließende Weiterverarbeitung dieser bereits weitgehend verdichteten und formfähigen Betriebsmasse gewährleistet. Eine chargenweise Aufbereitung in Rührbehältern erlaubt eine sehr exakte Einstellung des Schlickers (Betriebsmassensuspension), sodass keine relevanten Schwankungen der Betriebsmas- seneigenschaften auftreten und die nachgelagerten Bearbeitungsschritte kontinuierlich und konstant in einem Fließprozess ablaufen können. Es gibt auch Ausführungen, bei denen die Aufbereitung kontinuierlich in nur einem Rührbehälter durchgeführt wird.
Es gibt eine Ausführungsform, bei der die Betriebsmasse in der Trocknungsspeicheranlage in einer Trockenzone getrocknet wird und in einer Speicherzone gelagert wird. Dabei gelangt die Betriebs- masse in einem Sprühtrockenvorgang, der in ähnlicher Weise auch in Sprühtürmen angewendet wird, direkt in eine externe Speicherzone (z.B. Sumpfhalle), wo die Zwischenlagerung erfolgt.
In einer Ausführungsform beträgt die Restfeuchte der Betriebsmasse der gelagerten Betriebsmasse zwischen 9 % und 23%, vorzugsweise zwischen 15% und 18% (jeweils ana). Diese Ausgangsfeuchte ist besonders für die nachfolgende Formgebung geeignet.
In einer anderen Ausführungsform ist am Boden der Speicherzone eine mechanische Fördereinrichtung vorgesehen, welche die Betriebsmasse aus der Speicherzone abführt und der Formgebungsan- lage zuführt. Die Anordnung am Boden erlaubt ein gleichmäßiges Ab fördern der bereits teilverdichteten Betriebsmasse mit den gewünschten Eigenschaften. Gleichzeitig dient die darüber befindliche Speicherzone als Betriebsmassenpuffer, der im Betrieb auf- und abgebaut werden kann (z.B. bei einer Unterbrechung des Trocknungsprozesses bei einem Wechsel der Schlickerzufuhr aus unterschiedlichen Rührbehältern), ohne dass die kontinuierliche Zuführung der Betriebsmasse zur Formgebung unterbrochen werden müsste.
Es gibt Ausführungen bei denen diese mechanische Fördereinrichtung als Austragsschnecke, als Sammelteller und /oder als Sammelband ausgebildet ist. Diese Einrichtungen erlauben eine genau dosierbare kontinuierliche Austragung der Betriebsmasse aus der Trocknungsspeicheranlage.
In einer Ausführung des Verfahrens läuft das Aufgeben der Rohrstoffe in die Kugelmühle, das Aufbereiten der Rohstoffe in der Kugelmühle und das Bereitstellen und Aufbereiten der Betriebsmasse im Rührbehälter chargenweise (im Batchbetrieb) ab, während das Trocknen und Lagern der Betriebsmasse in der Trocknungsspeicheranlage, das Austragen der Betriebsmasse und das Zuführen der Betriebsmasse zu einer Formgebungsanlage kontinuierlich (im Fließbetrieb) erfolgt. Diese
Kombination aus chargenweiser Beschickung und kontinuierlicher Abgabe der Betriebsmasse hat mehrere Vorteile: Während die kontinuierliche Verarbeitung und Dosierung sehr feuchter oder gar vereister Rohstoffe sehr hohe Anforderungen an die Anlagen stellt, ist eine chargenweise Verarbeitung und Zuführung einfacher. So können die Rohstoffe relativ problemlos chargenweise in die Kugelmühle gefüllt werden und dann dort je nach Zusammensetzung der Charge, entsprechend aufbereitet werden. Dort können Verunreinigungen zerkleinert und abgeschieden werden, Eis kann geschmolzen werden und Zusatzstoffe können hinzugeführt werden. Der so vorbereitete Schlicker kann dann - ebenfalls chargenweise - anschließend im Rührbehälter genau hinsichtlich seiner chemischen und mechanischen Eigenschaften aufbereitet und eingestellt werden. Schwankungen in der Rohstoffzusammensetzung können ausgeglichen werden.
Es gibt auch Ausführungen bei denen wenigstens zwei Rührbehälter wechselweise beschickt werden. So kann wechselweise ein Rührbehälter in die Trocknungsspeicheranlage endeert werden, und ein anderer Rührbehälter gefüllt und die darin befindliche Betriebsmassensuspension (Schlicker) aufbereitet werden.
In einer anderen Ausführung umfasst die Trocknungsspeicheranlage eine Sprühturmeinrichtung, welche die Suspension in eine Trockenzone sprüht, die getrocknet in eine darunter angeordnete Speicherzone gelangt. Bei so einer Ausführung ist die gewünschte Trocknung und Zwischenspeiche- rung in besonders einfacher Weise zu realisieren.
Zurückkommend zu Fig. 1 veranschaulicht diese das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Betriebsmasse für grobkeramische Produkte. Das dargestellte Verfahren umfasst mehrere Teilprozesse, die zum Teil im Batch-Betrieb, also chargenweise ablaufen (Bereich A), und solche die kontinuierlich, also im Fließbetrieb (Bereich B) ablaufen.
Zunächst werden die Rohstoffe 1 und Zusatzstoffe 2 mit Radladern 3 in Beschicker 4 gefüllt.
Rohstoffe 1 sind unterschiedliche Tonmischungen und Sand. Zusatzstoffe 2 sind z.B. wasserlösliche Additive wie z.B. Mangangranulate, die dazu dienen, farbliche Änderungen oder produktspezifische Anpassungen der Betriebsmasse vornehmen zu können. Die Gewichtsanteile der einzelnen Roh- und Zusatzstoffe 1 , 2 werden über Waagen (Wiegebrücken) bestimmt, sodass die in den Beschicker 4 gefüllten Bestandteile mengen- und anteilsmäßig die richtige Mischung bilden. In einer anderen Ausführung ist es auch möglich, Zusatzstoffe 2, die in geringeren Mengen anfallen, über andere Dosiereinrichtungen (z.B. Schneckenförderer) zuzuführen.
Im dargestellten Verfahren sind wenigstens zwei Beschicker 4 vorgesehen, die wechselweise befüllt werden.
Im nächsten Verfahrensschritt wird die im Beschicker 4 befindliche Rohstoffmischung 5 mittels eines hydraulischen Abschiebers oder auch auf andere geeignete Weise wie z.B. durch Schnecken,
Bänder oder Schubböden in eine Nasskugelmühle 6 gefüllt. In der Nasskugelmühle 6 beginnt die eigentliche Nassaufbereitung, Dazu wird der Rohstoffmischung 5 mit einem Wasseranteil oder Feuchtigkeitsgehalt von über 20% zusätzlich Wasser 7 zugesetzt, das zur Verbesserung des Prozes- ses auch beheizt sein kann. Warmes Wasser 7 wird insbesondere dann zugesetzt, wenn sehr kalte oder teilweise vereiste Rohstoffe 1 in der Nasskugelmühle 6 aufbereitet werden sollen.
Beim Betrieb der Nasskugelmühle 6 werden die eingefüllten Roh- und Zusatzstoffe 1 , 2 mit dem Wasser 7 vermischt und durch die Mahlkörper (z.B. Kugeln) zerkleinert, sodass eine Schlickersuspension entsteht, die einen Wassergehalt von 30 bis 60% aufweist und die prozesswesentlichen Bestandteile dem gewünschten Korngrößenspektrum (< 0,4 mm) zerkleinert werden. Um die Eigenschaften der nun als Schiickersuspension vorliegenden Rohstoffmischung 5 weiter zu beeinflussen können der Schlickersuspension in der Nasskugelmühle 6 weitere Zusätze wie Flussmittel 9 (Plastifizierungsmitteln) und organischer Brennstoffe 10, die später auch als Porosierungsmittel dienen, hinzugefügt werden.
Nach der Aufbereitung in der Nasskugelmühle 6 wird die Schlickersuspension 5 über eine Siebvorrichtung 11 in einen Rührbehälter 12 gefüllt. In der Siebvorachtung 11 werden organische Verunreinigungen wie Holz und unzerkleinerte Rohstoffbestandteile 14 abgeschieden und entfernt. Die Rohstoffbestandteile 14 können wieder zur weiteren Zerkleinerung in die Nasskugelmühle 6 eingefüllt werden und dort mit einer weiteren Rohstoffmischung 5 aufbereitet werden.
Im Rührbehälter 12 wird die Schlickersuspension 5 weiteraufbereitet und definiert. Zum einen dadurch, dass weitere unerwünschte Bestandteile entfernt werden (z.B. Ausfällen mittels geeigneter Edukte). Und zum anderen dadurch, dass weitere chemische Zusätze und Tonbestandteile 16 hinzugefügt werden. Die genau erforderlichen Mengen dafür können über Analysen der Schlickersuspension 5 genau bestimmt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Rührbehälter 12 vorgesehen, die wechselweise aus der Nasskugelmühle 6 beschickbar sind. Auf diese Weise können zunächst voneinander abweichende Rohstoffmischungen 5 im jeweiligen Rührbehälter durch Zugabe entsprechender Zusätze (Wasser 7, organische Brennstoffe 10, chemische Zusätze 15, Tonbestandteile 16) genauestens abgemischt werden. Ebenso können auch chargenweise unterschiedlich auftretende Verunreinigungen je nach Zusammensetzung der Schlickersuspension 5 abgeschieden werden.
Zur Herstellung der eigentlichen Betriebsmasse 50 muss der Schiickersuspension 5 nun wieder Feuchtigkeit entzogen werden. Dazu wird die Schlickersuspension 5 aus dem Rührbehälter 12 in eine Trocknungseinrichtung gepumpt, die hier als Trocknungsspeicheranlage 17 (Sprühmaukturm) ausgebildet ist. Die Trocknungsspeicheranlage 17 dient auch dazu, das bisher chargenweise ablaufende Verfahren in ein kontinuierlich ablaufendes Verfahren (Fließprozess) zu überführen. Dazu wird die Schlickersuspension 5 im oberen Bereich (Trockenzone 20) einem Sprühtrocknungsprozess unterzogen. Dabei wird sie in einem Heißgasstrom 24 zerstäubt, der den einzelnen Schlickertröpfchen eine bestimmte Wassermenge entzieht die zusammen mit der Warmluft über einen Warmluft- abzug der Anlage 17 entzogen wird. Die teilgetrockneten Schlickerpartikel fallen unter Schwerkraftwirkung in einen Lagerbereich (Speicherzone 40), wo die Betriebsmasse 50 angehäuft und zunehmend verdichtet wird. Dieser Sprühmaukturm 17 vereinigt die Funktionen eines Sprüh turms und eines sog. Sumpfhauses.
Dort wird die Betriebsmasse 50 kontinuierlich ausgetragen und in einen ebenfalls kontinuierlich arbeitenden Mischer 18 gefördert, wo die Masse 50 endgültig aufbereitet wird, in dem Wasser 7 oder Dampf und weitere Zusatzstoffe 2, 9, 10, 15, 16 hinzugefügt werden können. Aus dem Mischer gelangt dann die endgültig aufbereitete Betriebsmasse 50 in den Extruder 19 zur Formgebung.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer geeigneten Trocknungsspeicheranlage 17, die als
Sprühmaukturm ausgebildet ist. Sie weist in ihrem oberen Bereich eine Trockenzone 20 und im unteren Bereich eine Speicherzone 40 auf. Die Schlickerzufuhr erfolgt über eine am Rand der Anlage in der Trockenzone 20 verlaufende Ringleitung 21 an der mehrere Sprühdüsen 22 angeordnet sind, durch die die Schlickersuspension 5 mit einem Druck von ca. 20 bar nach oben und innen in die Trockenzone 20 gesprüht wird. Am oberen Ende der Trockenzone 20 ist eine Heißgaszufuhr 23, die einen Heißgasstrom 24 zyklonartig in die Trockenzone 20 einbläst. Der Heißgasstrom 24 kann aus Ofenabluft und gegebenenfaüs auch aus Brennabgasen zusammengesetzt sein, oder durch geeignete Heizaggregate erzeugt werden. Den im Heißgasstrom 24 befindlichen Schlickertröpfchen wird in gewünschter Weise Feuchtigkeit entzogen und das mit Partikeln der Betriebsmasse angereicherte Heißgas (Warmluft/ Gasstrom 240) wird im unteren Bereich der Trockenzone 20 unter einer Prallhaube 25 abgezogen und aus der Trockenzone 20 hinausgeführt. Dort werden dem Gasstrom 240 in einem Zyklon 26 die Betriebsmassepartikel 55 entzogen, welche weiter verwendet werden können und ggf. der Betriebsmasse 50 wieder zugeführt werden.
Die angetrockneten Schlickertröpfchen oder Granulatteile fallen aus der Trockenzone 20 in die Speicherzone 40, die etwa den gleichen oder größeren (z. B, konisch nach unten erweitert) Durchmesser wie die Trockenzone 20 aufweist. Nach einer gewissen Betriebszeit bildet sich in der Speicherzone 40 ein Betriebsmassenstock 50 dessen Dichte nach unten hin zunimmt. Da die Restfeuchte (15% - 18%) relativ hoch ist, bildet sich am Boden der Speicherzone 40 (die Sohle der Trocknungsspeichereinrichtung 17) eine relativ kompakte und homogene Betriebsmassenschicht 51, die den Feuchteausgleich und die Homogenisierung zusätzlich unterstützt.
Um diese Betriebsmassenschicht 51 kontinuierlich auszutragen, ist in der Sohle der Speicherzone 40 eine Austragsschnecke 43 vorgesehen, welche die Bodenfläche fingerartig überstreicht und so die sich dort anlagernde, untere Betriebsmassenschicht 51 aus der Speicherzone 40 ausführt. Die abgeführte Betriebsmasse 50 wird mit dem aus der Abluft gewonnenen Kondenswasser 7 vermischt und auf die erwünschte Endfeuchte für die abschließende Verarbeitung eingestellt. Fig. 3 zeigt eine alternative Austragsvorrichtung 143, welche die Betriebsmassenschicht 51 in der Sohle der Speicherzone 40 über den gesamten Querschnitt der Trocknungsspeicheranlage 17 austragen kann. Dabei ruht die Betriebsmasse 50 auf einer Tragplatte 143a, über die ein oder mehrere Transportbänder 143b laufen. Durch seitliche Schlitze 145 gelangt die Betriebsmasse 50 dann von der Unterseite der Betriebsmassenschicht 51 aus der Speicherzone 40 und kann weiterverarbeitet werden.
In einer weiteren Ausführung kann der Austrag auch über eine rotierende Scheibe, gegebenenfalls mit Förderfurchen oder -rippen erfolgen
Weitere Ausführungen und Varianten der Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus den Ansprüchen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1, Verfahren zur Herstellung einer Betriebsmasse (5, 50) für grobkeramische Produkte, insbesondere Klinker, Mauer-, Dachziegel, aufweisend
- Aufgeben von Rohstoffen (1, 2) für die Betriebsmasse (5, 50) in eine Kugelmühle (6),
- Aufbereiten der Rohstoffe (1 , 2) in der Kugelmühle (6),
- Bereitstellen und Aufbereiten der Betriebsmasse (5, 50) in einem Rührbehälter (12),
- Trocknen und Lagern der Betriebsmasse (5, 50) in einer Trocknungsspeicheranlage (17),
- Austragen der in der Trocknungsspeicheranlage (17) gelagerten Betriebsmasse (50) mittels einer mechanischen Fördereinrichtung (43; 143) und
- Zuführen der Betriebsmasse (50) zu einer Formgebungsanlage (18, 19).
2, Verfahren nach Ansprach 1 , bei dem das Trocknen der Betriebsmasse (5) in einer Trockenzone (20) und das Lagern in einer Speicherzone (40) der Trocknungsspeicheranlage (17) erfolgt, wobei die Betriebsmasse (5, 50) in einem Sprühtrockenvorgang getrocknet wird und dabei direkt in die Speicherzone (40) gelangt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Betriebsmasse (50) in der Speicherzone (40) eine Restfeuchte zwischen 9% und 23%, vorzugsweise zwischen 15% und 18% aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die zum Austragen der in der Trocknungsspeicheranlage (17) gelagerten Betriebsmasse (50, 51) vorgesehene mechanische Fördereinrichtung (43; 143) am Boden (42) der Speicherzone (40) angeordnet ist.
5. Verfahren nach Ansprach 4, bei dem die mechanische Fördereinrichtung (43; 143) eine Austragsschnecke (43), einen Sammelteller und/oder ein Sammelband (143) aufweist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aufbereiten der Rohstoffe in der Kugelmühle (6) wenigstens einen der folgenden Prozesse umfasst;
— Aufschlämmen der Rohstoffe (1, 2) zu einer Schlickersuspension (5),
— Auftauen von gefrorenen Rohstoffen (1 , 2),
— Zerkleinern von Fremdkörpern,
— Zufuhren von Additiven (9, 10),
— Aufschließen von wasserlöslichen Additiven (2) und
— Abführen Fremdkörpern.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aufbereiten der als Schlickersuspension (5) vorliegenden Betriebsmasse im Rührbehälter (12) wenigstens eine der folgenden Prozesse umfasst:
— Stabilisieren der Betriebsmassse (5) mittels eines Rührwerks,
— Zuführen und/oder Auflösen von Additiven (15, 16),
— Temperieren der Schlickersuspension (5) und
— Ausleiten von Schadstoffen (13).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aufgeben der Rohstoffe (1, 2) in die Kugelmühle (6), das Aufbereiten der Rohstoffe (1, 2) in der Kugelmühle (6) und das Bereitstellen und Aufbereiten der Betriebsmasse (5) im Rührbehälter (12) chargenweise und
das Trocknen und Lagern der Betriebsmasse (5, 50) in der Trocknungsspeicheranlage (17), das Austragen der in der Trocknungsspeicheranlage (17) gelagerten Betriebsmasse (50) und Zuführen der Betriebsmasse (50) zu einer Formgebungsanlage (18, 19) kontinuierlich erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Zufuhren der Betriebsmasse (50) zur Formgebungsanlage (18, 19) wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst;
— Zugabe von Additiven (2, 9, 10, 15, 16) und
— Einstellen der Pressfeuchte, insbesondere mittels Dampf und/oder Warmwasser (7).
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Aufgeben von Rohstoffen (1, 2) für die Betriebsmasse (5, 50) wenigstens einen der folgenden Schritte umfasst:
— gewichtsanteiliges Befüllen eines Beschickers (4) mit Rohstoffen (1 , 2), insbesondere Grubentone (1) mit einer Rohstofffeuchte von mehr als 20%, insbesondere von mehr als 25%, - Fördern der Rohstoffe (1, 2) mittels einer Fördereinrichtung in die Kugelmühle (6), insbesonde- re mittels Abschieber. Förderschnecke und/oder Schubboden.
11. Trocknungsspeicheranlage (17) für das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die Sprühmaukturm mit einer Trockenzone (20) und einer Speicherzone (40) ausgebildet ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111730741A (zh) * 2020-07-16 2020-10-02 广西新高盛薄型建陶有限公司 一种陶瓷原料制备系统
CN113681681A (zh) * 2021-09-13 2021-11-23 王肖义 一种纤维混凝土的制备系统及制备工艺
BE1030975B1 (de) * 2022-11-11 2024-12-02 Bmi Group Holdings Uk Ltd Verfahren zur Herstellung von Dachziegeln im Schnellbrandverfahren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2111038A (en) * 1981-12-07 1983-06-29 Sacmi Method for preparing ceramic material in particular mixes for tile manufacturing, and apparatus implementing said method
DE19730728A1 (de) * 1997-07-17 1999-01-21 Ulrich Arnold Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von insbesondere zur Ziegelherstellung einsetzbarem Ton

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH348095A (de) * 1955-09-01 1960-07-31 Rieter Werke Haendle Behälter zur Zwischenlagerung von keramischen Massen wie Ton
US3442668A (en) * 1965-08-16 1969-05-06 Gen Motors Corp Method of manufacturing ceramics
US20070059528A1 (en) * 2004-12-08 2007-03-15 Carbo Ceramics Inc. Low resin demand foundry media

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2111038A (en) * 1981-12-07 1983-06-29 Sacmi Method for preparing ceramic material in particular mixes for tile manufacturing, and apparatus implementing said method
DE19730728A1 (de) * 1997-07-17 1999-01-21 Ulrich Arnold Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von insbesondere zur Ziegelherstellung einsetzbarem Ton

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111730741A (zh) * 2020-07-16 2020-10-02 广西新高盛薄型建陶有限公司 一种陶瓷原料制备系统
CN113681681A (zh) * 2021-09-13 2021-11-23 王肖义 一种纤维混凝土的制备系统及制备工艺
CN113681681B (zh) * 2021-09-13 2022-11-11 湖南银力混凝土有限公司 一种纤维混凝土的制备系统及制备工艺
BE1030975B1 (de) * 2022-11-11 2024-12-02 Bmi Group Holdings Uk Ltd Verfahren zur Herstellung von Dachziegeln im Schnellbrandverfahren

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