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Optimierung von Granulationsbedingungen. Schlussbericht. Bewilligungszeitraum: 01.04.2010 30.09.2012
Ziel des Forschungsvorhabens war es, mit Hilfe von Laborgranulationsversuchen und dem Abgleich mit Praxisbedingungen Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften der flüssigen Schlacke, den Granulationsbedingungen und den chemischen, physikalischen sowie technischen Eigenschaften von Hüttensanden und damit Optimierungsmöglichkeiten für betriebliche Granulationsanlagen aufzuzeigen. Auf Basis statistischer Methoden wurden nach eingehender Analyse der die Granulationsbedingungen beeinflussenden Parameter eine Versuchsstrategie entwickelt sowie Randbedingungen und Variationsparameter im Untersuchungsraum festgelegt. Im Rahmen von 4 einzelnen Versuchsplänen wurden insgesamt 89 Laborgranulationen durchgeführt. An den Hüttensanden wurden die Eigenschaften und die ihre bindemitteltechnische Leistungsfähigkeit ermittelt. Für die Untersuchungen wurden vorab 3 Basishüttensande eingehend charakterisiert, so dass die Untersuchungen mit Ausgangsstoffen durchgeführt wurden, die die Spannweite der m Deutschland vertretenden Hüttensande abdecken. Für die gezielte Modifizierung chemischer Parameter der Hüttensande wurden reine Korrekturstoffe verwendet. Um die bindemitteltechnische Leistungsfähigkeit der Hüttensande herausarbeiten zu können, wurden Laborzemente mit 75 M.-% Hüttensand und 25 M.-% Portlandzementklinker hergestellt. Die an den im Rahmen der verschiedenen Versuchspläne erzeugten Laborhüttensanden gewonnenen Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet. Es stellte sich heraus, dass eine Veränderung von Granulationsbedingungen hauptsächlich die physikalischen Eigenschaften Porosität, Schüttdichte und Entwässerungsverhalten beeinflusst Systematische Auswirkungen auf die bindemitteltechnische Leistungsfähigkeit wurden hingegen nicht festgestellt Dagegen werden durch eine chemische Modifikation die Viskosität der flüssigen Hüttensande sowie die Reaktivität der Hüttensande siginifikant verändert. Ein systematischer Einfluss auf physikalische Eigenschaften fand nicht statt. In Bezug auf die beeinflussbaren Größen wurden mathematische Modelle aufgestellt und mit unabhängigen Laborversuchen überprüft. Mit entsprechend ausgewerteten Betriebsversuchen in Hüttenwerken wurde versucht, die Modelle zu kalibrieren. Eine unmittelbare Übertragbarkeit der aus den Laborversuchen erarbeiteten Modelle in die Praxis ist schwierig. Jedoch waren die relativen Veränderungen bei den Modellversuchen und den ausgewerteten Betriebsversuchen annähernd gleich, so dass die Modelle ein gutes Hilfsmittel darstellen, um die Auswirkungen der Herstellung auf die Hüttensandeigenschaften abzuschätzen. Aus den Ergebnissen lässt sich in Bezug auf die Hüttensandeigenschaften ableiten, dass tiefere Temperaturen der Hochofenschlacke (ca. 1400 °C) und des Granulationswassers sowie hohe Wasser/Schlacken-Verhältnisse bei der Granulation zu dichten, porenarmen Hüttensanden führen. Eine Reduktion der Schlackentemperatur um 100 °C führt überschläglich zu einer Halbierung der Porosität und somit auch zur Restfeuchte der Hüttensande nach der Entwässerung. Die bereits qualitativ bekannten chemischen Einflüsse der Basizität, des Aluminium- sowie Titanoxidgehalts auf die bindemitteltechnische Leistungsfähigkeit konnte für im Labor erzeugte Hüttensande quantifiziert werden. Eine detaillierte Publikation der Ergebnisse erfolgte in der Zeitschrift "ZKG International" Vol. 66 (2013) Nr. 1, S. 64-71 und Nr. 3, S. 60-67.
Optimierung von Granulationsbedingungen. Schlussbericht. Bewilligungszeitraum: 01.04.2010 30.09.2012
Ziel des Forschungsvorhabens war es, mit Hilfe von Laborgranulationsversuchen und dem Abgleich mit Praxisbedingungen Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften der flüssigen Schlacke, den Granulationsbedingungen und den chemischen, physikalischen sowie technischen Eigenschaften von Hüttensanden und damit Optimierungsmöglichkeiten für betriebliche Granulationsanlagen aufzuzeigen. Auf Basis statistischer Methoden wurden nach eingehender Analyse der die Granulationsbedingungen beeinflussenden Parameter eine Versuchsstrategie entwickelt sowie Randbedingungen und Variationsparameter im Untersuchungsraum festgelegt. Im Rahmen von 4 einzelnen Versuchsplänen wurden insgesamt 89 Laborgranulationen durchgeführt. An den Hüttensanden wurden die Eigenschaften und die ihre bindemitteltechnische Leistungsfähigkeit ermittelt. Für die Untersuchungen wurden vorab 3 Basishüttensande eingehend charakterisiert, so dass die Untersuchungen mit Ausgangsstoffen durchgeführt wurden, die die Spannweite der m Deutschland vertretenden Hüttensande abdecken. Für die gezielte Modifizierung chemischer Parameter der Hüttensande wurden reine Korrekturstoffe verwendet. Um die bindemitteltechnische Leistungsfähigkeit der Hüttensande herausarbeiten zu können, wurden Laborzemente mit 75 M.-% Hüttensand und 25 M.-% Portlandzementklinker hergestellt. Die an den im Rahmen der verschiedenen Versuchspläne erzeugten Laborhüttensanden gewonnenen Ergebnisse wurden statistisch ausgewertet. Es stellte sich heraus, dass eine Veränderung von Granulationsbedingungen hauptsächlich die physikalischen Eigenschaften Porosität, Schüttdichte und Entwässerungsverhalten beeinflusst Systematische Auswirkungen auf die bindemitteltechnische Leistungsfähigkeit wurden hingegen nicht festgestellt Dagegen werden durch eine chemische Modifikation die Viskosität der flüssigen Hüttensande sowie die Reaktivität der Hüttensande siginifikant verändert. Ein systematischer Einfluss auf physikalische Eigenschaften fand nicht statt. In Bezug auf die beeinflussbaren Größen wurden mathematische Modelle aufgestellt und mit unabhängigen Laborversuchen überprüft. Mit entsprechend ausgewerteten Betriebsversuchen in Hüttenwerken wurde versucht, die Modelle zu kalibrieren. Eine unmittelbare Übertragbarkeit der aus den Laborversuchen erarbeiteten Modelle in die Praxis ist schwierig. Jedoch waren die relativen Veränderungen bei den Modellversuchen und den ausgewerteten Betriebsversuchen annähernd gleich, so dass die Modelle ein gutes Hilfsmittel darstellen, um die Auswirkungen der Herstellung auf die Hüttensandeigenschaften abzuschätzen. Aus den Ergebnissen lässt sich in Bezug auf die Hüttensandeigenschaften ableiten, dass tiefere Temperaturen der Hochofenschlacke (ca. 1400 °C) und des Granulationswassers sowie hohe Wasser/Schlacken-Verhältnisse bei der Granulation zu dichten, porenarmen Hüttensanden führen. Eine Reduktion der Schlackentemperatur um 100 °C führt überschläglich zu einer Halbierung der Porosität und somit auch zur Restfeuchte der Hüttensande nach der Entwässerung. Die bereits qualitativ bekannten chemischen Einflüsse der Basizität, des Aluminium- sowie Titanoxidgehalts auf die bindemitteltechnische Leistungsfähigkeit konnte für im Labor erzeugte Hüttensande quantifiziert werden. Eine detaillierte Publikation der Ergebnisse erfolgte in der Zeitschrift "ZKG International" Vol. 66 (2013) Nr. 1, S. 64-71 und Nr. 3, S. 60-67.
Optimierung von Granulationsbedingungen. Schlussbericht. Bewilligungszeitraum: 01.04.2010 30.09.2012
Ehrenberg, A. (Autor:in)
AIF-Forschungsbericht ; 1-112
2013
112 Seiten, Bilder, Tabellen, 50 Quellen
Report
Deutsch
UB Braunschweig | 2013
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