Titel: | Die Fabrikation von Schlackencement; von James Grosclaude. |
Autor: | Zg. |
Fundstelle: | Band 275, Jahrgang 1890, S. 433 |
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Die Fabrikation von Schlackencement; von James
Grosclaude.
Mit Abbildungen auf Tafel
22.
Grosclaude, die Fabrikation von Schlackencement.
Die Fabrikation von Schlackencement hat in den letzten Jahren eine Ausdehnung
angenommen, die anzuzeigen scheint, daſs man endlich für die Hochofenschlacken eine
nützliche und vortheilhafte Verwendung gefunden hat. Man zählt gegenwärtig mehrere
Hochofenwerke in Frankreich (Saulnes M., Marnaval, Haute-Marne), in England
(Middlesbrough), in der Schweiz (Choindez), in Deutschland (Thale, Düsseldorf,
Wetzlar, Neunkirchen, Laurahütte u.s.w.), welche ihre Schlacken in Cement
verwandeln, dessen Qualität ohne Zweifel sehr sehwankend ist, je nach der
Zusammensetzung des Ausgangsmateriales und der Sorgfalt seiner Zubereitung, der
aber, in richtiger Weise hergestellt, werthvolle Eigenschaften besitzt.
Meine Studien auf diesem Gebiete gestatten mir, Mittheilungen zu machen, die
vielleicht jenen Lesern werthvoll sein können, welche Gelegenheit haben, sich mit
der Fabrikation von Schlackencement zu befassen.
Schlackencement ist eine innige Mischung von granulirter Schlacke mit gelöschtem
fetten Kalk, Bestandtheile, die auf mechanischem Wege in das feinste Pulver
verwandelt werden.
Dasselbe Product kommt auch öfter unter dem (unpassenden) Namen
„Puzzolancement“ oder gar „Portland“ (z.B. von Saulnes) in den
Handel.
Granulirung der Schlacke.
Es ist unbedingt nothwendig, die Schlacke, welche man auf Cement verarbeiten will,
vor ihrer Verwendung durch Abschrecken mit kaltem Wasser in ein grobes Pulver zu
verwandeln. Der Direktor der „Tees Iron Works“ von Middlesbrough, Charles Wood, hat das Verdienst, als erster die
wichtige Entdeckung gemacht zu haben, daſs nur die granulirte Schlacke hydraulische
Eigenschaften besitzt, während diejenige Schlacke, welche man langsam an der Luft
erkalten läſst, mit Kalk nicht erhärtet.
Wie erklärt man nun diese Erscheinung? Beruht dieselbe auf physikalischen oder
chemischen Vorgängen, oder auf beiden gleichzeitig?
Die Theorien, welche man über diesen Gegenstand aufgestellt hat, sind so voller
Widersprüche und scheinen auf so unzureichenden Beobachtungen zu beruhen, daſs ich
es vorziehe, dieselben mit Stillschweigen zu übergehen. Immerhin kennt man einen
wesentlichen Unterschied zwischen der langsam und der schnell erkalteten Schlacke,
und dieser ist physikalischer Natur. Vergleicht man jene Theile eines
Schlackengusses, die mit den metallenen Wänden des Entleerungswagens in Berührung, zum raschen
Erstarren gezwungen wurden, mit den inneren, langsam erkalteten Partien, so wird man
finden, daſs erstere, bläulich durchscheinend, glasig erscheinen, letztere
krystallinische Structur und steiniges Aussehen besitzen.Vgl. auch Ledebur 1884 253 166.
Wenn man unter dem Mikroskope gut granulirte Schlacke betrachtet, so bemerkt man
neben vielen glänzenden Körnern nur wenige schwarze, opake; die ersteren allein
besitzen hydraulische Eigenschaften. Ist die Zahl der schwarzen Körner zu zahlreich,
so taugt die Schlacke nicht zur Cementgewinnung. So hatte ich z.B. Gelegenheit,
Versuche anzustellen mit granulirten und nicht granulirten Theilen derselben
Schlacke. Erstere waren mit Kalk nach 6 Stunden vollkommen abgebunden, letztere noch
nicht vollständig nach 16 Tagen. Die Zugfestigkeit betrug nach einem Monate bei der
ersten Probe 24k für 1qc, bei der letzteren nur 5.
Es ist schwer, eine Erklärung für die Wirkung der Granulirung zu finden;
nichtsdestoweniger ist sie unbedingt nothwendig, um der Kieselsäure und der Thonerde
der Schlacke die Fähigkeit zu ertheilen, mit dem Zusatzkalke abzubinden.
Es mag hier am Platze sein, daran zu erinnern, daſs die hier
geschilderte Wirkung des schnellen Erkaltens nicht bloſs bei der Schlacke beobachtet
wird; schlechte Glassorten erstarren, schnell erkaltet, amorph, glasig; hält man sie
längere Zeit nahe der Schmelztemperatur, so entglasen sie und werden kristallinisch;
ähnlich verhalten sich getrübte Gläser; geschmolzener Schwefel in Wasser gegossen,
bleibt eine Zeit lang elastisch, amorph, langsam erkaltet erstarrt er immer
krystallinisch. Als Beispiel dafür, wie schnelle Abkühlung wirkt, können die
Rubingläser angeführt werden; mit Wasser abgeschreckt, erstarren dieselben farblos;
die Farbe kann erst durch Anwärmen oder durch langsames Abkühlen hervorgebracht
werden. Sehr hohe Temperatur zerstört die rothe oder gelbe Färbung dieser Gläser.
Man erklärt diese Erscheinung jetzt ziemlich allgemein durch die Annahme, daſs die
Gold- oder Silbermoleküle bei Weiſsgluth dissociiren – in ihre Atome zerfallen.
Mögen wir nun auch nicht so weit gehen, und bloſs einen Zerfall der complicirt
zusammengesetzten, gefärbten Gold- und Silbermoleküle in einfachere, ungefärbte
Moleküle annehmen, jedenfalls bleibt es interessant, daſs der Zustand der höchsten
Weiſsgluth bei schneller Abkühlung gleichsam erhalten bleibt. Die
Dissociationsproducte haben eben nicht die Zeit, ihrem Bestreben, sich wieder zu
vereinigen, nachzukommen.
Betrachten wir nun die Vorgänge beim Erkalten der Schlacke, so
ergeben sich folgende zwei Annahmen: 1) Die chemischen Verbindungen, welche sich bei
langsamem Erkalten in der Schlacke krystallinisch ausscheiden, sind bei der
Temperatur der geschmolzenen Schlacke (in ihrer Mischung) beständig, oder 2) sie
sind nicht beständig und zerfallen unter Wärmeaufnahme in einfachere Verbindungen.
Sind sie beständig, so ist die Schlacke dem Schwefel zu vergleichen; ein und derselbe Körper ist im einen Falle
krystallinisch, im anderen amorph, und hat darum andere Eigenschaften. Viel
wahrscheinlicher ist jedoch die Annahme, daſs die während des Erstarrens gebildeten
krystallinischen Verbindungen gerade so wie die färbenden Gold- und Silbermoleküle
im Rubinglase bei höherer Temperatur nicht beständig sind, und bei schneller
Abkühlung sich auch nicht bilden können. Die Wirkung des Abschreckens würde dann
dahin zu erklären sein, daſs chemische Verbindungen von höherer Energie nicht die
Zeit hatten, sich zu krystallisirten, stabileren und darum auch weniger reactionsfähigen
Verbindungen zu vereinigen. Ueber die Natur dieser Verbindungen könnten natürlich
erst sehr eingehende Studien Aufschluſs geben. Vielleicht können thermochemische
Untersuchungen die hier angeregte Frage einer Lösung näher bringen.
Um die Granulation praktisch auszuführen, wird die geschmolzene Schlacke in einen
Guſskanal geleitet, welcher schnell strömendes Wasser führt; dieses verwandelt die
Schlacke sofort in groben Sand und setzt denselben in einem weiter abwärts gelegenen
Bassin ab.
Zusammensetzung der Schlacke.
Es ist beinahe unmöglich, die genaue Zusammensetzung der für die Fabrikation von
gutem Cement geeigneten Schlacke anzugeben. Immerhin kann man sagen, daſs neutrale
und saure Schlacken zu verwerfen sind und daſs man die basischen verwenden muſs.
Durch Erfahrung wurde festgestellt, daſs man unter diesen letzteren besonders
diejenigen bevorzugen soll, bei welchen das Verhältniſs der Summe von: Sauerstoff
der Kieselsäure und Sauerstoff der Thonerde zu Sauerstoff des Kalkes gleich oder
annähernd gleich 2 ist. Also:
\frac{O_{[\mbox{SiO}_2]}+O_{[\mbox{Al}_2\mbox{O}_3]}}{O_{[\mbox{CaO}]}}=2
Nach Tetmajer, der sich viel mit dieser Frage
beschäftigt hat, sind die Schlacken, bei denen das Verhältniſs: Kalk zu Kieselsäure
kleiner als 1 ist
\left(\frac{\mbox{CaO}}{\mbox{SiO}_2}<1\right), nicht
brauchbar. Er hält für die beste Zusammensetzung das Verhältniſs: Kalk: Kieselsäure:
Thonerde = 46 : 30 : 16.
Was die Menge des zuzusetzenden Kalkes anbelangt, so schwankt dieselbe zwischen der
Hälfte und der ganzen Menge des Kalkes, der bereits in der Verbindung enthalten
ist.
Der Zusatzkalk ist gewöhnlich fetter Kalk. Wir empfehlen trotzdem, denselben durch
mageren Kalk zu ersetzen, wenn es sich darum handelt, den Cement an der Luft zu
verwenden, da diesfalls Risse Weniger zu befürchten sind.
Es ist vortheilhaft, den Kalk vor seiner Verwendung, nachdem derselbe abgelöscht ist,
einige Zeit lagern zu lassen.
Gewisse basische Schlacken, unter anderen die spanischen (Bilbao), enthalten eine
beträchtliche Menge Schwefelcalcium. Ein Theil des Schwefels wird aus denselben
durch das Abschrecken entfernt (CaS + H2O = CaO +
H2S), aber es bleiben immer merkbare Quantitäten
Schwefel in der Schlacke, welche dem Cemente eine grünliche Farbe ertheilen, wenn
man ihn unter Wasser oder selbst nur an feuchter Luft verwendet. Es ist sehr
wahrscheinlich, daſs diese Färbung der Oxydation von Schwefeleisen zuzuschreiben
ist, denn sie verschwindet nach einiger Zeit an der Luft in Folge der Bildung von
Eisenoxyd.
Es ist auch möglich, daſs der Gebrauch der Kugelmühlen nicht ohne Einfluſs auf diesen
Uebelstand ist. In der That nützen sich die Kugeln sehr rasch ab in steter Berührung
mit der Schlacke, einer, wie man weiſs, sehr harten Substanz; die Folge davon ist,
daſs eine gewisse Menge Eisen sich dem Cemente beimengt. Es ist zu erwähnen, daſs
diese grüne Farbe sich nicht lokalisirt, sondern die ganze Masse durchdringt. Die
Festigkeit scheint darunter nicht zu leiden, wie folgende Versuche von Tetmajer beweisen mögen. Verwendet wurde ein sehr stark
schwefelhaltiger Cement (100 Th. Schlacke auf 100 Th. Kalk) von Bilbao. Die Schlacke
hatte folgende Zusammensetzung:
SiO2
= 30,56
Al2O3
= 13,31
FeO
= 0,25
MnO
= 1,74
CaO
= 45,01
MgO
= 2,96
CaSO4
= 1,41
CaS
= 4,63
Druckfestigkeit:
nach 7 Tagen
nach 28 Tagen
unter Wasser
96k,9
120k,9
an der Luft
0k,0
144k,0
Zugfestigkeit:
nach 7 Tagen
nach 28 Tagen
unter Wasser
19k,3
28k,7
an der Luft
0k,0
19k,5.
In der folgenden Tabelle sind die Analysen einiger Schlacken, die zur Cementbereitung
thatsächlich in verschiedenen Ländern Verwendung finden, zusammengestellt:
Marnaval
Saulnes
Choindez
Hartzburg
Middles-brough
Bilbao
CaOSiO2Al2O3FeOMgOCaSMnODifferenz
48,00 30,50 19,50 0,85 0,75– 0,40–
47,2 31,65 17,00 0,65 1,36– 0,85 1,29
45,11 26,88 24,12 0,44 1,09 1,86 0,50–
48,59 30,72 16,40 0,43 1,28 2,16Spur 0,42
32,26 31,65 25,30 0,10 3,54 1,42 0,36 5,37
47,30 32,90 13,25 0,46 1,37 3,42 1,13 0,17
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
Die einfache Mischung von granulirter Schlacke mit gelöschtem Kalk genügt nicht
immer, um einen Cement von guter Qualität herzustellen. Schwinden an der Luft,
Rissigkeit, zu langsames Abbinden sind häufig Fehler, welche man schlechtem Cemente
vorwirft. Man kann in diesem Falle leicht abhelfen durch Zufügen von kleinen Mengen
gallertiger Kieselsäure und Thonerde vor dem Pulvern; beide Körper können auf
folgende Weise erhalten werden:
Man pulverisirt die Schlacke und behandelt sie mit Salzsäure. Nach dem Decantiren und
Filtriren der Lösung sammelt man die nicht gelöste Kieselsäure auf. Im Filtrat wird
die Thonerde durch Kalk gefällt.
In gewissen Fällen kann man die Thonerde vortheilhaft erhalten durch Calciniren eines
Gemenges von Soda und Bauxit; man laugt die Schmelze aus und fällt die Thonerde
durch Neutralisiren der Lösung mit Salzsäure oder durch Ueberleiten von
Kohlensäure.
Ablöschen des Kalkes.
Gewöhnlich löscht man den Kalk durch Eintauchen in Wasser mit Hilfe von Körben. Es
ist dies die einfachste und billigste Methode. Indessen benützen mehrere deutsche
Fabriken einen Apparat, welcher überall dort Anwendung findet, wo man vollkommen
trockenen, gelöschten Kalk braucht. Er hat den Vortheil, den gesundheitsschädlichen
Staub zurückzuhalten und die Handarbeit zu vermindern.
Die Vorrichtung besteht aus einem oder mehreren cylindrischen Kesseln A (Fig. 1 und 2 Taf. 22), in welche man
die Behälter B auf Rollrädern einführen kann. Diese
Behälter werden mit eigroſsen Stücken Kalk beschickt.
Der Kessel A ist durch das Rohr C mit einem Manometer und einem Sicherheitsventile verbunden. Die
Wasserröhre D dringt in den Kessel A ein und theilt sich darin in zwei Aeste E und F, die mit einer
Reihe kleiner Löcher versehen sind, durch welche das Wasser in gleichmäſsigem Regen
auf den gebrannten Kalk herunterströmt. Durch den Hahn R kann das Condensationswasser entfernt werden.
Das Reservoir B hat einen dreifachen Zweck:
1) erlaubt es, den Apparat regelmäſsig und schnell mit neuem Kalke zu beschicken,
indem man bloſs einen Behälter gegen den anderen auszuwechseln hat,
2) wird der Staub vermieden, da man Behälter sammt Kalk herauszieht,
3) verhindert es, daſs der gebrannte Kalk zu viel Wasser aufnimmt; in der That kann
sich das Wasser, welches durch die Temperaturerhöhung ausgetrieben wird, nur an den
Wänden des Kessels A condensiren. Dieses Wasser sammelt
sich im Zwischenraume von A und B an und kommt nicht in Berührung mit dem Kalke.
Die Handhabung des Apparates vollzieht sich in folgender Weise:
Der Behälter B wird bis zu 2dm mit gebranntem Kalke beschickt, und hierauf in den Cylinder A eingeschoben, den man mit dem Deckel H hermetisch verschlieſst. Hierauf wird durch Oeffnen
des Hahnes S eine genügende Menge Wasser aus einem
höher liegenden Reservoir einflieſsen gelassen. Das Wasser breitet sich in den
Röhren E und F aus, und
der Kalk wird gelöscht. Der innere Druck richtet sich nach der Gröſse des Kessels
und erreicht die Höhe von 5 bis 6at.
Um zu verhindern, daſs das verflüchtigte Wasser sich auf den Kalk niederschlägt, wird
A entweder direkt oder durch Abdampf geheizt.
Nach einer halben Stunde öffnet man das Ventil und läſst den Dampf aus A entweichen; ebenso wird das Condensationswasser durch
R entleert.
Um das Wasser, das von dem gelöschten Kalke etwa doch aufgenommen worden sein könnte,
entweichen zu lassen, beläſst man den Behälter etwa noch eine halbe Stunde im
Cylinder A bei geöffnetem Ventile. Nach Verlauf dieser
Zeit wird der Behälter sammt Kalk an seinen Bestimmungsort gebracht.
Trocknen der Schlacke.
Die Schlacke enthält nach dem Abschrecken noch 15 bis 30 Proc. Wasser, manchmal noch
mehr, und muſs davon befreit werden.
Die einfachste Art des Trocknens geschieht auf Guſsplatten, die passend auf
Feuerzügen aus Mauerwerk angebracht sind, und auf welche Schlackensand in einer
Schicht von 6 bis 7cm Dicke ausgebreitet wird. Man
trocknet auf diese Art 100k für den Quadratmeter
in 24 Stunden. Man kann 6 bis 7k Kohle auf einen
Meter-Centner getrockneter Schlacke rechnen.
Ein Nachtheil dieser Methode liegt darin, daſs sie viel Handarbeit erfordert und eine
zu ausgedehnte Oberfläche. Auſserdem ist die Trocknung nicht vollständig. Die
Mehrzahl der deutschen Fabriken wendet eine methodische Art des Trocknens an, bei
welcher Schlacken und Feuergase sich in entgegengesetztem Sinne bewegen.
Ruelle in Frankreich construirte einen Trockenapparat,
der in der Phosphatindustrie Verwendung findet, aber auch in vorliegendem Falle
werthvolle Dienste leisten kann. Dieser Apparat fordert zweifellos viel Arbeit, aber
er hat den Vortheil einer höheren Production und der Ersparung von Handarbeit.
Der Trockenapparat System Ruelle besteht aus einem
rotirenden Cylinder, einem stehenden Herde, Fuchs, Füllkasten und Flugstaubkammer,
und ist in Fig.
3, 4
und 5
dargestellt.
Der Feuerherd F ist mit Thüren über und unter dem Roste
versehen. Um diesen herum sind Gänge angelegt (zur Luftcirculation, die durch einen
Ventilator hervorgerufen wird), auf welchen hufeisenförmig gebogene Röhren zur
Erwärmung der Luft angebracht sind. Regulirbare Oeffnungen vertheilen die heiſse
Luft über und unter den Rost und erlauben den Eintritt derselben in den Apparat.
Der rotirende Cylinder besteht aus zwei schwach conischen Trommeln von groſser Länge
(etwa 10m). Der innere Conus hat seine gröſsere
Basis an der Herdseite. Er ist im Inneren mit vier rinnenartigen Schrauben versehen,
die so gebaut sind, daſs die Massen empor gehoben werden, und in Cascaden wieder
zurückfallen. Diese Schrauben haben einen langsamen Gang beim Eintritte der Schlacke und
einen schnellen beim Austritte derselben. Sie haben auch den Zweck, die Füllmasse in
passender Weise gegen die Feuergase und die heiſse Luft fortzubewegen. Am Ende des
inneren Conus befinden sich Oeffnungen, die dazu dienen, die Massen in die äuſsere
Trommel fallen zu lassen. Durch ein Schauloch kann der Gang der Schlacke beobachtet
werden. Im Raume zwischen der inneren und äuſseren Trommel bewegt sich die Masse
wieder gegen den Füllkasten zu, wobei sie ihre Wärme an die innere Trommel
gröſstentheils abgibt. Die Bewegung wird durch Schrauben von entgegengesetztem Gange
hervorgebracht.
Die äuſsere Trommel verengt sich gegen den Herd zu. Sie ist mit zwei Reifen versehen
(bei H und M), welche
ihrerseits auf vier Frictionsrollen ruhen. Auſserdem wird dieselbe (bei KI) von einem groſsen Zahnrade umfaſst, das seinen
Antrieb durch ein Getriebe erhält, mit Zahnrad, Welle und Transmission. Die Welle
ist durch Zapfenlager unterstützt, die auf der Basisplatte ruhen.
Dieser Trockenapparat gibt 25t trockener Schlacke
in 24 Stunden bei einem Kohlenverbrauche von 6k
auf 100k trockener Masse und bei einem
Arbeitsaufwande von 6 bis 7 (Sein Preis mit Ventilator beträgt 14000
Francs.)
In Choindez (Schweiz) wird in den Fabriken von Roll ein
anderes Trockenverfahren angewendet. Die durch ein Paternosterwerk emporgehobene
Schlacke fällt in schiefen Kanälen, die durch Blechplatten gebildet werden, in
Zickzacklinien herab. Die entgegengesetzt streichenden Feuergase erwärmen die
Platten von auſsen. Dieses äuſserst einfache System vermeidet alle Maschinerie,
verbraucht aber viel Brennmaterial bei geringer Production. 100k trockener Schlacke brauchen 13k Steinkohle. Der Preis dieses Apparates beträgt
etwa 8600 Francs.
Raty in Saulnes (M. et M.), der kürzlich eine bedeutende
Fabrik für Schlackencement eingerichtet hat, hat den Prozeſs des Trocknens in
interessanter Weise abgekürzt. Ob die neue Construction die angekündigten Vortheile
bietet, wagen wir nicht zu entscheiden, da uns sichere Daten darüber fehlen.
Das Ziel, welches Raty verfolgt, ist, die Wärme der
geschmolzenen Schlacke derart zu verwerthen, daſs gleichzeitig eine möglichst feine
Vertheilung der Schlacke und ein vollständiges Austrocknen derselben bewirkt wird.
Raty wendet verhältniſsmäſsig wenig Wasser zum
Abschrecken der Schlacke an, so daſs die Schlacke durch den gebildeten Dampf tüchtig
durchblasen wird, und man schlieſslich Schaum an Stelle von Sand erhält. Hierauf
wird so viel Wasser zugefügt, daſs die Masse auf eine zwischen den folgenden Grenzen
liegende Temperatur gebracht wird. Sie muſs
1) genügend kalt sein, daſs die Poren der schwammigen Masse sich nicht wieder
schlieſsen,
2) genügend heiſs, damit das darin noch enthaltene Wasser sich verflüchtigen könne,
so daſs man ein sehr schaumiges, sehr trockenes und sehr zerreibliches Product
erhält.
Die Vorrichtung, welche zur Ausführung der Versuche gedient hat (Fig. 6), besteht in einem
metallenen Kanäle mit Gefälle, an dessen oberem Ende der Wasserzulauf durch den Hahn
R regulirt werden kann; auf die dadurch gebildete
Decke von flieſsendem Wasser strömt in nicht allzu dicker Schicht die Schlacke aus
dem Hochofen; dieselbe erhält ihre Richtung durch N, so
daſs sie nicht in plötzlichem Falle in den Kanal gelangt, sondern fast unmerklich
die Richtung des flieſsenden Wassers annimmt. Bei ihrer Fortbewegung gibt die
Schlacke schnell ihre Wärme an das Wasser ab, dieses verdampft, dringt in die
Schlacke ein, indem es dieselbe gleichzeitig aufbläht und abkühlt.
Um die Schlacke weiterzubefördern und dieselbe gleichzeitig genügend abzukühlen,
befinden sich in einem Abstande von je 1m,50
Wasserzuläufe, die durch die Hähne R1, R2, R3 u.s.w. regulirt werden können. Um die Schlacke von
oben abzukühlen, dienen die Brausen r1, r2 u.s.w.
Beim Austritte aus dem Kanäle fällt die Schlacke auf einen metallenen Laufriemen,
durch welchen sie in den Hund H überführt wird.
Die Länge des Kanales K richtet sich nach der Natur der
Schlacke und wird so gewählt, daſs die Masse, auf dem Laufriemen angelangt, genügend
kalt ist, um nicht zu einem Klumpen zusammenzubacken, und genügend heiſs, um den
Rest des Wassers abzugeben.
Wenn aus irgend einem Grunde die Schlacke nicht genügend trocken geworden sein
sollte, so kann man die Trocknung dadurch vollenden, daſs man geschmolzene Schlacke
durch ein Gerinne in das Innere des Haufens von aufgeblasener Schlacke flieſsen
läſst.
Zerreiben der trockenen, granulirten Schlacke.
Nachdem die Schlacke granulirt und getrocknet, wird dieselbe auf gewöhnlichen
Kollergängen gemahlen, welche, obgleich dieselben eine bedeutende Arbeit consumiren,
doch unserer Industrie am besten entsprechen.
Nach dem Mahlen und Beuteln wird die Schlacke mit dem gelöschten Kalke in Kugelmühlen
gemischt.
In Fig. 7 und
8 ist die
Kugelmühle System Luther in Braunschweig abgebildet.
Den wichtigsten Theil des Apparates bildet ein innen mit cannelirten Guſsplatten
montirter Cylinder, der eine groſse Zahl von Metallkugeln von 25 bis 35mm Durchmesser enthält. Die Mischung von Schlacke
und Kalk wird mit Hilfe einer Schneckenspeisung zugeführt. Nach beendeter Füllung
läſst man die Trommel ziemlich langsam rotiren; nach Verlauf von etwa zwei Stunden
sind die Bestandtheile in ein äuſserst feines Pulver verwandelt, das auf einem Siebe
von 5000 Maschen für
1qc einen Rückstand von 8 bis 10 Proc.
hinterläſst. Man öffnet hierauf die Thüre, wodurch der Cement entleert wird; ein
Gitter verhindert, daſs die Kugeln herausfallen, und eine Klempe bewirkt, daſs die
Thüre während der Rotation offen bleibt.
Thivet-Hanctin in St. Denis construirt einen ähnlichen
Apparat, der dem beschriebenen jedoch vorzuziehen ist, wenn es sich um die
Pulverisirung kleinerer Mengen handelt. In einer 3 mal kürzeren Zeit gibt dieser den
gleichen Grad der Feinheit, wie die Mühle Luther, aber
während letztere 8t in 24 Stunden mahlt, gibt
erstere kaum 2t.
Nichtsdestoweniger empfehlen wir die Anwendung des Systems Hanctin für die Versuche, die man unbedingt bei der Einführung des
Betriebes anstellen muſs, indem theoretische Betrachtungen und Laboratoriumsversuche
allein schwere Irrthümer veranlassen können, wenn
man sie ohne Zwischenstufe in den Groſsbetrieb übertragen will. In diesem Falle
genügt ein Apparat der kleinsten Dimension; er ist 1m lang und 0m,45 breit und kostet 600
Francs.
Die Kugelmühlen entsprechen am meisten der Forderung einer ungemein feinen Mahlung
und der besten überhaupt erreichbaren Mischung der Bestandtheile. Die Feinheit der
Mahlung ist ein wesentlicher Factor der Fabrikation von Schlackencement. Wenn alle
Versuche, ein dem Portland gleiches Product herzustellen, bisher gescheitert sind,
so ist dies eine Folge der Verwendung von nicht granulirter Schlacke und einer
ungenügenden Pulverisation. Wie groſs auch immer die Sorgfalt ist, mit welcher man
die Bestandtheile des Cementes zu mischen sucht, mechanische Mittel bringen keine
genügend innige Berührung der kleinsten Theilchen hervor. Ch. Wood erwähnt bei einer Besprechung dieses Gegenstandes in dem
Institute der Ingenieure in Cleveland, daſs er sich durch 14 Jahre mit der
Darstellung von Schlackencement befaſst hatte, mit der Absicht, durch innigste
Berührung von Kalk und Schlacke ein dem Portland gleiches Product zu erzielen, daſs
er aber Dur theilweise Erfolg hatte. Er schreibt die Miſserfolge der ungenügenden
Feinheit der Mahlung zu.Ueber den Einfluſs der Feinheit der Mahlung auf die Festigkeit der
Schlackencemente vgl. Tetmajer 1886 261 529.
Festigkeit von Schlackencement.
Die häufige Verwendung von Schlackencement seit einigen Jahren gestattet ein Urtheil
über den Werth desselben. In richtiger Weise hergestellt, ist derselbe sehr
brauchbar. Die folgenden Versuche wurden in der École des
Ponts et Chaussées ausgeführt (Nr. 3405 bis du registre des essais, 7.
September 1888).
Der untersuchte Cement stammt aus der Fabrik Donjeux
(Haute-Marne); er wurde hergestellt aus Schlacke von Marnaval und fettem Kalke aus
der Umgebung.
Hier folgt das Resultat der Analyse:
Sand (mechanisch zu entfernen)
0,25
SiO2
23,85
Al2O3
13,95
Fe2O3
1,10
CaO
51,40
MgO
1,95
SO3
0,45
Glühverlust
7,05
––––––
100,00
Dichte 0,957.
Der Cement hinterlieſs folgende Rückstände:
Auf
dem
Siebe
von
324
Maschen
0,7
Proc.
„
„
„
„
900
„
0,8
„
„
„
„
„
5000
„
21,5
„
–––––––––––
Gesammtrückstand:
23
Proc.
Mit 28 Proc. Wasser angemacht, war der Beginn des Abbindens nach 5/4 Stunden
bemerkbar; nach 3 Stunden war dasselbe vollendet.
Nummer
Zugfestigkeit
Druckfestigkeit
nach7 Tagen
nach28 Tagen
nach84 Tagen
nach7 Tagen
nach28 Tagen
nach84 Tagen
123456
Reiner Cement
23,022,321,523,620,520,3
28,525,428,928,722,027,8
31,032,533,229,332,438,5
306260272272272272
385385362380365387
469449469469459459
Mittel
21,87
26,88
31,15
275,7
377,3
462,3
Mittel der drei höchsten Zahlen
22,97
28,70
32,70
283,3
385,7
469
123456
Mörtelproben
14,514,614,014,615,516,4
23,726,528,724,822,430,0
27,428,729,531,727,830,3
179181177174186183
272265254233236301
301340319317301337
Mittel
14,93
26,03
29,23
180,0
260,2
319,2
Mittel der drei höchsten Zahlen
15,50
28,40
30,50
183,3
279,3
332,0
Es soll nicht verschwiegen werden, daſs der soeben besprochene Schlackencement
vielleicht der beste ist, den man überhaupt hergestellt hat; dessen Güte durch
passende Zusätze verbessert wurde.Dem Originale in den Ann. ind. ist eine groſse
Tabelle beigegeben über Analysen, Dichte, Feinheit der Mahlung von 23
verschiedenen Schlacken aus Oesterreich, Deutschland, Belgien u.s.w., ferner
über die Festigkeit der daraus in verschiedenen Mischungsverhältnissen mit
Kalk hergestellten Cemente (100Schlacke: 15Kalk 100„: 20„ 100„: 25„ 100„: 30 „).Diese Tabelle gibt die Resultate einer Reihe von Versuchen, die Tetmajer und seine Schüler am Polytechnicum
Zürich mit groſser Sorgfalt ausgeführt haben. Sie ist insofern lehrreich,
als man daraus den Einfluſs der zugefügten Kalkmenge auf Cemente von
bestimmter Zusammensetzung der Schlacke ersehen kann.
Man hat öfter behauptet, daſs der Schlackencement, mit Meerwasser angemacht,
schlechte Eigenschaften zeigt. Dagegen ist anzuführen, daſs derselbe am Hafen von Bremen
verwendet wurde. Bei einem Hafenbaue bei Middlesbrough wurden ungefähr 4000t Schlackencement verwendet.
Folgende Versuche wurden in Boulogne mit einem Cemente von Haute-Marne
ausgeführt:
Zugfestigkeit für 1k/qcm
nach 7 Tagen
nach 28 Tagen
nach 84 Tagen
1. Reiner Cement
373434
333133
474647
41,54446
494452
403743
Mittel
35
46
49
2. Mörtel1 Cement : 3 Sand
13 13,513
12,51113
192119
17,519 17,5
232323
212020
Mittel
13,2
19,8
23
Dichte des nicht gesiebten Cementes
994
Dichte, nachdem der Cement ein Sieb von 5000
Maschen passirt hatte
770
Rückstand: 18 Proc. am Sieb von 5000
Maschen.
Anfang
der
Abbindung:
1
Stunde
40
Minuten
Schluſs
„
„
7
„
40
„
Nach Monmerqué, Ingenieur im französischen
Marinedienste, genügt der vorliegende Cement den Anforderungen der französischen
Marine, was die Festigkeit anbetrifft. Was die Dichte anbetrifft, ist dieselbe hier
nicht von Belang: Ein guter Portlandcement kann unmöglich geringes specifisches
Gewicht besitzen, wohl aber ein guter Schlackencement.
Kostenanschlag einer Fabrik für Schlackencement.
Im Folgenden geben wir einen Voranschlag der Kosten einer Fabrik, die 20t täglich oder 6000t jährlich producirt.
Erinnern wir uns zunächst an die durchzuführenden Operationen:
1) Granuliren der Schlacke.
2) Trocknen derselben.
3) Das Löschen von Kalk (in Körben).
4) Beuteln des Kalkes.
5) Mahlen der Schlacke auf Kollergängen.
6) Mischung von Schlacke und Kalk in Kugelmühlen.
Die nothwendigen Apparate sind die folgenden:
1)
Trockenapparat Ruelle
14000
Francs
2)
4 Horizontalmühlen (Mahlstein 1m,5), mit Säulen, Lager, Getriebe für 25 Pferde
9200
„
3)
4 Paar Mühlsteine von 1m,5
4000
„
4)
Weiterer Zubehör zu den Mühlen
1300
„
5)
2 Kugelmühlen
5000
„
6)
7 automatische Waagen
1750
„
7)
Eine Centrifugal-Beutelmaschine für den Kalk
2200
„
8)
5 Elevatoren von 0m,7
4000
„
9)
Eine archimedische Schraube von 0m,25 Durch- messer
400
„
10)
Transmissionswellen u. dgl.
9000
„
11)
Eine 150pferdige Dampfmaschine
30000
„
12)
Ein Kessel mit Kamin
18000
„
Baukosten
25000
„
–––––––––––––
119850
Frcs.
Wenn man dazu die Auslagen für Säcke, Fässer, Löschbassins, Transportmittel u.s.w.
zählt, so kann man auf etwa 150000 Francs rechnen.
Kosten des Fabrikates.
Wir setzen den Fall, der Fabrikant sei genöthigt, seine Schlacke zu kaufen. Der Preis
der granulirten, nicht getrockneten Schlacke betrage 2 Francs für die Tonne. Rechnen
wir auſserdem für Transport und Abladen 1,25 Francs, so erhalten wir als Summe 3,25
Francs Kosten 1t Schlacke; da dieselbe aber nicht
trocken ist (wir rechnen 85 Proc. Trockengehalt), so stellt sich der Preis 1t trockener Schlacke auf 3,75 Francs. – Für 1t Cement braucht man:
0t,650 trockene
Schlacke
2,44
Frcs.
0t,300 Kalk à 9
Frcs.
2,70
„
0t,050 Zusätze
1,10
„
–––––––––––––
6,24
Frcs.
Kosten der Trocknung:
60k Steinkohlen für 1t trockene Schlacke à Tonne 16
Frcs.
0,624
Frcs.
Handarbeit
0,60
„
–––––––––––––
1,224
Frcs.
Kosten der Fabrikation:
2 Müller, 4 Mann bei den Kugelmühlen, 2 Mann bei den
Maschinen, 1 Ma- schinist, 1 Heizer, mehrere Frauen
3,–
Frcs.
Dampfkraft (Brennmaterial, Oel, Repa- raturen)
2,–
„
Abnutzung der Säcke
0,50
„
Oel
0,120
„
Instandhaltung
0,50
„
Allgemeine Kosten, Amortisation und Verzinsung des
Kapitals
5,–
„
–––––––––––––
Summa
18,584
Frcs.
Es ist klar, daſs in vielen Fällen dieser Selbstkostenpreis bedeutend reducirt werden
kann; wir haben den ungünstigsten Fall angenommen, in welchem der Fabrikant seine
Schlacke kaufen und eine gewisse Strecke transportiren muſs. Wir können dagegen
versichern, daſs der Cement, welcher thatsächlich von den Besitzern der Hochöfen in
Frankreich erzeugt wird, diese nicht höher als 12 Francs für die Tonne zu stehen
kommt. Dazu kommt, daſs der Verkaufspreis etwa 35 Francs für die Tonne beträgt.
Eine Industrie, welche sich mit der Erzeugung von Schlackencement vereinigen läſst,
ist die Herstellung von ordinären und Mosaik-Platten, deren Verwendung seit einigen
Jahren eine bedeutende Ausdehnung angenommen hat.
Mit zwei hydraulischen Pressen, zwei Knetern und einer Kugelmühle kann man 4000 Stück
den Tag herstellen.
Für die weiſsen Platten wird die Oberfläche folgendermaſsen zusammengesetzt:
150g
weiſser Kalk
240g
pulverisirter Kalk.
Die Grundmasse besteht aus:
400g
Schlacke (ordinär)
1400g
nicht getrocknete Schlacke.
1qm Plattenbelag kommt auf 1,60 Francs, wenn man
die Materialien und die Handarbeit so rechnet, wie oben angegeben (Annales industrielles, 1889 S. 90, 206, 270).Dem Originale ist noch der Plan einer vollständig eingerichteten Cementfabrik
beigegeben.
Zg.