DD241251A1

DD241251A1 - METHOD FOR THE WET-AIR DRYING OF KERMAIC, IN PARTICULAR DRY-SENSITIVE HIGH-VOLATILE PRODUCTS

Info

Publication number: DD241251A1
Application number: DD28100385A
Authority: DD
Inventors: Guenter Luthardt; Ottomar Kroeckel; Klaus Weckel; Hermann Brok; Martin Aschenbach
Original assignee: Elektrokeramische Werke Veb
Priority date: 1985-09-25
Filing date: 1985-09-25
Publication date: 1986-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feuchtlufttrocknung in diskontinuierlichen Trocknungsaggregaten und ist bei der Herstellung von trocknungsempfindlichen keramischen Hochspannungserzeugnissen anwendbar. Ziel der Erfindung ist es, die Entstehung von Trockenrissen weitgehend zu verhindern und die Wirtschaftlichkeit des Trocknungsprozesses entscheidend zu verbessern. Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Trocknungsverfahren anzugeben, bei dem die Kondensatbildung an der Koerperoberflaeche weitgehendst verhindert und die Volumendehnung der Koerperoberflaeche fast vollstaendig vermieden wird. Erfindungsgemaess wird der Trocknungsvorgang in zwei Trocknungsstufen vorgenommen, wobei in der ersten Trocknungsstufe ein konstantes Trocknungsklima in der Art eingestellt wird, dass das Trocknungsgut auf mindestens 30C Koerpertemperatur erwaermt und die Koerperoberflaeche gezielt angetrocknet wird und in der zweiten Trocknungsstufe mit Trocknungslufttemperaturen ueber 30C und hoher relativer Luftfeuchte der Trocknungsvorgang weitergefuehrt und fuer jede Trocknungsstufe ein gesondertes Aggregat verwendet wird.The invention relates to a process for moist air drying in discontinuous drying units and is applicable in the production of dry-sensitive ceramic high voltage products. The aim of the invention is to largely prevent the formation of dry cracks and to significantly improve the efficiency of the drying process. It is therefore an object of the invention to provide a drying method in which the formation of condensation on the body surface largely prevented and the volume expansion of the body surface is almost completely avoided. According to the invention, the drying process is carried out in two drying stages, wherein in the first drying stage a constant drying climate is set in such a way that the material to be dried is heated to at least 30C body temperature and the body surface is selectively dried and in the second drying stage with drying air temperatures above 30C and high relative humidity the drying process is continued and a separate aggregate is used for each drying step.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feuchtlufttrocknung in diskontinuierlichen Trocknungsaggregaten und ist bei der Herstellung von trocknungsempfindlichen keramischen Hochspannungserzeugnissen anwendbar.The invention relates to a process for moist air drying in discontinuous drying units and is applicable in the production of dry-sensitive ceramic high voltage products.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bei der Herstellung von keramischen Hochspannungserzeugnissen nach dem plastischen Verfahren kommt dem Trocknungsprozeß der kopierten Isolierkörper eine bedeutende Rolle zu.In the production of ceramic high voltage products by the plastic process, the drying process of the copied insulating body is an important role.

Die optimale Beherrschung des Trocknungsregimes bestimmt im hohen Maße die Wirtschaftlichkeit der Fertigung dieser Erzeugnisse.The optimal control of the drying regime determines the economic efficiency of the production of these products.

Während des Trockenvorgangs wird dem Körper Wasser entzogen. Dabei findet eine Volumenverringerung statt. Der Körper schwindet. Eine ungleichmäßige Volumenänderung führt vor allem beim Übergang vom plastischen in den spröden Zustand zu bleibenden Spannungen, die bei Überschreiten der Eigenfestigkeit zu Rissen führen. Diese fehlerhaften Isolierkörper müssen verworfen werden.During the drying process, water is removed from the body. There is a reduction in volume. The body dwindles. An uneven volume change leads to permanent stresses, especially when changing from the plastic to the brittle state, which lead to cracks if the intrinsic strength is exceeded. These faulty insulating body must be discarded.

Besonders problematisch ist die Trocknung von Körpern mit komplizierter Körpergeometrie, wie großer Strunkdurchmesser und weitausladende Schirme.Particularly problematic is the drying of bodies with complicated body geometry, such as large diameter strands and bulky umbrellas.

In der Praxis werden zur Trocknung dieser Körper diskontinuierliche Trockner vom Kammertyp eingesetzt.In practice, batch-type chamber-type dryers are used to dry these bodies.

Zur Erreichung einer typenspezifischen Trocknung werden die kopierten Körper so lange bevorratet, bis eine Kammer gefüllt werden kann. Das bedeutet, daß das Trocknungsgut in der Regel einer mehrtägigen Raumtrocknung ausgesetzt ist.To achieve a type-specific drying, the copied bodies are stored until a chamber can be filled. This means that the material to be dried is usually exposed to room drying for several days.

Dabei müssen zur Verhinderung von Zuglufterscheinungen und ungleichmäßigem Austrocknen die Körper mit einer Plastefolie umhüllt werden.In order to prevent drafts and uneven drying, the body must be wrapped with a plastic wrap.

Unmittelbar an der Körperoberfläche entsteht bei dieser Verfahrensweise ein Klima hoher Luftfeuchtigkeit bei relativ niedrigen Temperaturen. Die Oberflächentemperatur des Trocknungsguts beträgt bei der Raumtemperatur ca. 15°C.Immediately on the body surface arises in this procedure, a climate of high humidity at relatively low temperatures. The surface temperature of the material to be dried is approx. 15 ° C at room temperature.

Beim Einsatz in den Kammertrockner werden die Körper schlagartig thermisch belastet, da in den Kammern in der Regel noch Temperaturen von 35⁰C bis 45°C herrschen. Die Folge davon ist, daß sich an der Körperoberfläche durch die Taupunktunterschreitung ein Kondensatfilm, der zu einer Volumendehnung des Isolierkörpers führt, ausbildet. Unmittelbar an der Körperoberfläche treten durch diese Volumenänderung Schubspannungen auf, die vor allem an den Übergangsstellen von den dickwandigen zu den dünnwandigen Körperteilen zur Rißbildung führen, bzw. es entstehen „Rißkeime", die erst nach dem Brand als Risse sichtbar werden.When used in the chamber dryer, the bodies are abruptly thermally stressed, since prevail in the chambers usually temperatures of 35 ⁰ C to 45 ° C. The consequence of this is that a condensate film, which leads to a volumetric expansion of the insulating body, forms on the body surface as a result of the dew point undershooting. Immediately on the body surface occur by this change in volume shear stresses that cause especially at the transition points of the thick-walled to the thin-walled body parts to cracking, or there are "cracking germs", which are visible only after the fire as cracks.

Nachteilig bei der beschriebenen Verfahrensweise sind weiterhin der hohe Arbeitszeitaufwand und der große Platzbedarf für das Zwischenlagern der Körper.A disadvantage of the procedure described are still the high workload and the large space requirement for the interim storage of the body.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, die Entstehung von Rissen während des Trocknungsvorganges weitgehendst zu verhindern und die Wirtschaftlichkeit der Fertigung von trocknungsempfindlichen keramischen Hochspannungserzeugnissen entscheidend zu verbessern.It is the object of the invention to prevent the formation of cracks during the drying process as much as possible and to significantly improve the economics of the production of drying-sensitive ceramic high voltage products.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Trocknungsverfahren für die Feuchtlufttrocknung von trocknungsempfindlichen keramischen Hochspannungserzeugnissen in diskontinuierlichen Trocknern anzugeben, bei dem die Kondensatbildung an der Körperoberfläche weitgehendst verhindert und die Volumendehnung der Körperoberfläche fast vollständig vermieden wird.The invention is therefore based on the object of specifying a drying method for the wet air drying of drying-sensitive ceramic high voltage products in discontinuous dryers, wherein the formation of condensate on the body surface largely prevented and the volume expansion of the body surface is almost completely avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Trocknungsvorgang in zwei Trocknungsstufen abläuft, wobei in der ersten Trocknungsstufe ein konstantes Trocknungsklima in der Art eingestellt wird, daß das Trocknungsgut auf mindestens 30⁰C Körpertemperatur erwärmt und die Körperoberfläche gezielt angetrocknet wird und in der zweiten Trocknungstufe mit Trocknungslufttemperaturen über 30⁰C und hoher relativer Luftfeuchte der Trocknungsvorgang weitergeführt und für jede Trocknungsstufe ein gesondertes Aggregat verwendet wird.According to the invention this object is achieved in that the drying process proceeds in two drying stages, wherein in the first drying stage, a constant drying climate is set in such a way that the Trocknungsgut heated to at least 30 ⁰ C body temperature and the body surface is selectively dried and in the second drying stage with drying air temperatures above 30 ⁰ C and high relative humidity of the drying process continues and for each drying step, a separate unit is used.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise werden folgende Effekte bewirkt.The procedure according to the invention effects the following effects.

Erfindungswesentlich ist die Antrocknung der Körperoberfläche, da dadurch die Feuchtigkeitssättigung an der Oberfläche verringert wird.Essential to the invention is the drying of the body surface, since thereby the moisture saturation is reduced at the surface.

In der äußeren Körperschicht überwiegen jetzt die teilweise mit Luft gefüllten Poren und der Verdunstungsspiegel wandert ins Körperinnere, d. h., die Verdunstung wird gebremst.In the outer body layer now outweigh the partially filled with air pores and the evaporation level migrates into the body, d. h., the evaporation is slowed down.

Die Abkühlung des Trocknungsgutes während des Umschlages in den Haupttrockner bleibt somit gering.The cooling of the material to be dried during the transfer into the main dryer thus remains low.

Weiterhin wird durch die Antrocknung der Körperoberfläche erreicht, daß geringfügige Taupunktunterschreitungen bei Trocknungsbeginn und die damit verbundene Kondensatbildung auf der Körperoberfläche nicht zu einer Volumendehnung des Trocknungsgutes führt.Furthermore, it is achieved by the drying of the body surface that minor dew point undershooting at the beginning of drying and the associated formation of condensate on the body surface does not lead to a volume expansion of the material to be dried.

Die eventuell noch auftretenden Restspannungen sind so gering, daß sie vom Körper aufgenommen werden können. Eine Überschreitung der Eigenfestigkeit, d.h., die Bildung von Trockenrissen, wird zuverlässig verhindert.Any residual stresses that may occur are so small that they can be absorbed by the body. Exceeding the intrinsic strength, that is, the formation of dry cracks, is reliably prevented.

Ein weiterer Effekt, der durch die Verringerung der mit Feuchtigkeit benetzten Fläche entsteht, ist der Anstieg der Temperatur des Trockengutes. Durch diese Temperaturerhöhung wird das im Körper enthaltene Wasser gleichfalls mit erwärmt. Diese Erwärmung wirkt sich beim Trocknungsvorgang sehr günstig aus, da die Trocknungsgeschwindigkeit auch von der Größe der Viskosität bestimmt wird. Die kinematische Viskosität des Wassers sinkt von 1,01 m²s^-1 bei 2O⁰C auf beispielsweise 0,658 m²s~¹ bei 40⁰C ab.Another effect of reducing the wetted area is the increase in the temperature of the dry material. By this increase in temperature, the water contained in the body is also heated with. This heating has a very favorable effect during the drying process, since the drying rate is also determined by the size of the viscosity. The kinematic viscosity of the water drops from 1.01 m ² s ^-1 at 2O ⁰ C, for example, 0.658 m ² s ^-1 at 40 ⁰ C from.

Durch diese Viskositätserniedrigung wird der Feuchtigkeitstransport vom Körperinneren zur Oberfläche gesteigert und die Trocknung erfolgt intensiver.This lowering of the viscosity increases the transport of moisture from the interior of the body to the surface, and the drying takes place more intensively.

Von Vorteil ist es, daß in der ersten Trocknungsstufe eine Lufttemperatur von 35°C bis 45°C, vorzugsweise 40⁰C, und eine relative Luftfeuchte von 55 bis 65 % eingestelIt, die Luftumwälzung sehr gering gehalten und das Trocknungsgut mindestens 24 Stunden diesem Klima ausgesetzt wird.It is advantageous that in the first drying stage, an air temperature of 35 ° C to 45 ° C, preferably 40 ⁰ C, and set a relative humidity of 55 to 65%, the air circulation kept very low and the material to be dried at least 24 hours this climate is suspended.

Damit wird eine gleichmäßige Durchwärmung des Körpers bei geringer Wasserverdunstung gesichert und eine gezielte Antrocknung der Körperoberfläche wird vorgenommen. In der ersten Trockenstufe werden die Voraussetzungen für eine optimale Fahrweise des Haupttrockners, bei weitgehender Vermeidung dertrocknungsbedingten Fehler, geschaffen. Die erhöhten Trocknungsgutstemperaturen führen zu einer wesentlichen Verkürzung der Aufwärmphase in der zweiten Trocknungsstufe und die Gesamttrockenzeit im investitionsintensiven Haupttrockner kann deutlich reduziert werden. Von Vorteil ist weiterhin, daß in der zweiten Trocknungsstufe der Trocknungsvorgang mit35°C bis 4O⁰C Lufttemperatur und 70 bis 80% relativer Luftfeuchte beginnt, die Temperatur bei Beibehalten der relativen Luftfeuchte um mindestens 2 grd hT¹ auf ca. 6O⁰C gesteigert wird und die weitere Trocknung in bekannter Weise abläuft.This ensures a uniform heating of the body with low water evaporation and a targeted drying of the body surface is made. In the first stage of drying, the prerequisites for optimum operation of the main dryer are created, largely avoiding the drying-related defects. The increased Trocknungsgutstemperaturen lead to a significant reduction in the warm-up phase in the second drying stage and the total drying time in investment-intensive main dryer can be significantly reduced. A further advantage is that in the second drying stage of the drying process with 35 ° C to 4O ⁰ C air temperature and 70 to 80% relative humidity begins, the temperature is increased while maintaining the relative humidity by at least 2 grd hT ¹ to about 6O ⁰ C. and the further drying takes place in a known manner.

Die schnelle Temperatursteigerung führt in relativ kurzer Zeit zu hohen Trocknungsgutstemperaturen in derSchwindungsphase und ermöglicht damit große Trocknungsgeschwindigkeiten.The rapid increase in temperature leads in a relatively short time to high Trocknungsgutstemperaturen in the twister phase and thus enables high drying speeds.

Durch die Anwendung der Erfindung konnte ein entscheidender Fortschritt bei der Trocknung von trocknungsempfindlichen keramischen Hochspannungserzeugnissen erreicht werden. So wurde bei Problemtypen eine Verringerung der Trocken risse um 60 bis 80% möglich.By applying the invention, a significant advance in the drying of drying-sensitive ceramic high voltage products has been achieved. Thus, for problem types, a reduction of the dry cracks by 60 to 80% was possible.

embodiment

Die frisch kopierten keramischen Hochspannungserzeugnisse, die einen Wassergehalt von ca. 20% aufweisen, werden in der ersten Trocknungsstufe in den Vortrockner eingebracht. Das Trocknungsklima in der Vortrockenkammer beträgt 40⁰C Lufttemperatur und 65% relative Luftfeuchte. Es erfolgt eine direkte Beheizung der Kammern ohne Anwendung von Luftumwälzaggregaten.The freshly copied ceramic high-voltage products, which have a water content of about 20%, are introduced into the pre-dryer in the first drying stage. The drying climate in the predrying chamber is 40 ^° C. air temperature and 65% relative humidity. There is a direct heating of the chambers without the use of Luftumwälzaggregaten.

Das Trocknungsgut verweilt nach Beendigung des Füllvorgangs 48 Stunden in der ersten Trocknungsstufe. Die Körper sind dann gleichmäßig gut durchgewärmt. Die Oberflächentemperatur der Körper beträgt etwa 34°C.The material to be dried lingers for 48 hours in the first drying stage after completion of the filling process. The bodies are then thoroughly warmed up evenly. The surface temperature of the body is about 34 ° C.

Nach Beendigung der Vortrocknung werden die Körper in den Haupttrockner transportiert. Der Trocknungsvorgang in der zweiten Trocknungsstufe beginnt mit einer Lufttemperatur von etwa 35°C bei einer relativen Luftfeuchte von ca. 80%. Bei Beibehalten der relativen Luftfeuchte wird dann die Temperatur um 2,2 grd h~¹ in relativ kurzer Zeit auf 60⁰C gesteigert. Damit ist der erste Trocknungsabschnitt, die Aufwärmung, beendet.After completion of the predrying, the bodies are transported to the main dryer. The drying process in the second drying stage begins with an air temperature of about 35 ° C at a relative humidity of about 80%. If the relative humidity is maintained, the temperature is then increased by 2.2 gh h ^-1 to 60 ^° C. in a relatively short time. This completes the first drying section, the warm-up.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann im Gegensatz zu dem bekannten langsamen und vorsichtigen Trocknen in der Aufwärmphase eine wesentlich schnellere Temperatursteigerung bei Vermeidung von Trocknungsfehlern realisiert werden.With the method according to the invention, in contrast to the known slow and careful drying in the warm-up phase, a substantially faster increase in temperature can be achieved while avoiding drying errors.

Der weitere Trocknungsverlauf erfolgt entsprechend dem im WP F 26 B, 2369836 dargelegten Verfahren bzw. nach anderen bekannten Trocknungskurven.The further course of drying takes place in accordance with the method set out in WP F 26 B, 2369836 or according to other known drying curves.

Erfindungswesentlich ist die Schaffung optimaler Trocknungsbedingungen in der Aufwärmphase durch die Aufteilung in zwei Trocknungsstufen und die Nutzung getrennter Trocknungsaggregate. Es erfolgt dabei eine wesentlich bessere Auslastung der investitionsintensiven Haupttrockner. Der Platzbedarf für die sonst übliche Raumtrocknung kann entscheidend verringert werden.Essential to the invention is the creation of optimal drying conditions in the warm-up phase by the division into two drying stages and the use of separate drying units. There is a much better utilization of the investment-intensive main dryer. The space required for the usual room drying can be significantly reduced.

Claims

Invention claim:

1. A process for the wet air drying of ceramic, especially drying-sensitive high voltage products in discontinuous dryers, characterized in that the drying process takes place in two drying stages, wherein in the first drying stage, a constant drying climate is set in such a way that the Trocknungsgut heated to at least 30 ⁰ C body temperature and the body surface is selectively dried and continued in the second drying stage with drying air temperatures above 30 ⁰ C and high relative humidity, the drying process and a separate aggregate is used for each drying step.

2. The method according to item 1, characterized in that in the first drying stage, an air temperature of 35 ° C to 45 ⁰ C, preferably 40 ⁰ C, and set a relative humidity of 55 to 65%, the air circulation kept very low and the Trocknungsgut exposed to this climate for at least 24 hours.

3. The method according to item 1, characterized in that in the second drying stage of the drying process with 35 ° C to 40 ° C air temperature and 70 to 80% relative humidity begins, the temperature while maintaining the relative humidity by at least 2grd h ~ ¹ to approx . 6O ⁰ C is increased and the further drying takes place in a known manner.