DE10038704A1 - Verfahren zur Trocknung von Keramikkörpern - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Trocknung von Keramikkörpern wie Hochspannungs-Isolatoren, -Durchführungen, grobkeramische Gegenstände, Sanitärporzellanartikeln, Ziegeleiprodukten, Keramikrohren o. dgl. beschrieben, wobei die zu trocknenden Keramikkörper in eine Vakuumkammer eingebracht werden, die danach auf einen dem Siedepunkt des in den Keramikkörpern befindlichen Wassers entsprechenden Vakuum-Unterdruck evakuiert wird. Durch Zufuhr von Warmluft wird in der Vakuumkammer ein stabiles Klima erzeugt, so daß die Keramikkörper auf einer mindestens annähernd konstanten Temperatur gehalten werden. Die Temperatur und die relative Feuchte in der Vakuumkammer werden über den Durchfluß der Warmluft gesteuert, wobei die Trocknung der Keramikkörper über deren Gewichtsverlust gesteuert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung von Keramik­ körpern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Bei diesen Kera­ mikkörpern handelt es sich bspw. um Hochspannungs-Isolatoren, um Hochspannungs-Durchführungen, um grobkeramische Gegenstände, um Sanitärporzellanartikel, um Ziegeleiprodukte, um Keramikrohre o. dgl. Derartige Keramikkörper sind durch die unterschiedlich­ sten Formgebungsarten wie Gießen, Pressen, Drehen o. dgl. reali­ sierbar, wobei jeweils ein keramisches Zwischenprodukt herge­ stellt wird, das getrocknet werden muß. Diese Trocknung erfolgt bislang beispielsweise in Trockenkammern, in welchen eine Warm­ lufttrocknung bzw. eine Warmluft-Feuchtluft-Trocknung durchge­ führt wird. Die Auswahl der für die Trocknung zur Anwendung ge­ langenden Aggregate bzw. Einrichtungen wird industriell von den Trocknungseigenschaften der zu trocknenden Keramikkörper be­ stimmt. Zur Trocknung von trocknungsempfindlichen keramischen Großkörpern bzw. zur Trocknung von Keramikkörpern der eingangs genannten Art kommen bspw. periodisch arbeitende Klimatrockner zum Einsatz. Derartige Klimatrockner weisen entweder eine hori­ zontale oder eine vertikale Strömungsführung der Trocknungsluft auf. Diese Strömungsführung kann mittels Klappen oder mittels anderer Führungseinrichtungen durchgeführt werden. Solche Kli­ matrockner erfüllen jedoch in keiner Weise die Grundforderung der keramischen Trocknungs-Technologie, d. h. die Forderung nach einer relativ geringen Verdunstung zu Beginn der Trocknung, so daß Trocknungsfehler kaum vermeidbar sind. Zur Vermeidung derar­ tiger Trocknungsfehler ist es bekanntermaßen erforderlich, sehr vorsichtig zu trocknen. Das bedeutet, daß zur Erzielung eine entsprechenden Trocknungseffektes die Temperatur der Trocknungs­ luft, die zu Beginn der Trocknung etwa bei Raumtemperatur liegt, nur allmählich erhöht werden kann. Daraus resultieren jedoch extrem lange Trocknungszeiten und damit verbunden ein hoher Energiebedarf.

Bei bekannten Trocknern werden die erforderlichen Trocknungs- Parameter der Trocknungsluft wie Temperatur und relative Feuchte in gesonderten Luftaufbereitungsanlagen eingestellt, welche Ven­ tilatoren, Wärmetauscher usw. aufweisen. Nachteilig bei solchen Trocknern mit gesonderten Luftaufbereitungsanlagen sind der gro­ ße Platzbedarf sowie die erheblichen bzw. zusätzlichen Investi­ tionskosten. Ein weiterer Mangel derartiger Trockner besteht darin, daß die zu trocknenden Keramikkörper nur relativ langsam auf die zur Trocknung erforderliche Temperatur gebracht werden können, woraus entsprechend lange Trocknungszeiten resultieren.

Desweiteren sind Trockner bekannt, die in der Trockenkammer ro­ tierende oder oszillierende Luftverteilersysteme aufweisen, die eine rhythmische Beaufschlagung der zu trocknenden Keramikkörper mit Trocknungsluft über die gesamte Höhe des jeweils zu trock­ nenden Guts bewirken. Nachteilig ist hierbei jedoch, daß die be­ sagten Luftverteilersysteme den Trocknungsraum einengen, was be­ deutet, daß der Auslastungsgrad eines solchen Trockners entspre­ chend reduziert ist.

Bei Hochspannungs-Porzellan-Isolatoren wirkt sich bei der Trock­ nung in Trocknern der oben genannten Art die vergleichsweise starke Antrocknung der dünnen ausladenden Isolatorschirme durch die intensive Beaufschlagung mit Trocknungsluft nachteilig aus. Durch die entsprechenden erheblichen Feuchtdifferenzen werden beim Trocknen derartiger Hochspannungs-Porzellan-Isolatoren große Spannungen generiert, die in Rissbildungen resultieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, mit welchem Keramikkörper ge­ trocknet werden können, wobei die oben genannten Mängel elimi­ niert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen des er­ findungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist die Vorteile auf, daß Kera­ mikkörper der eingangs genannten Art mit vergleichsweise gerin­ gem Energieaufwand und somit kostengünstig und zeitsparend ge­ trocknet werden können. Das wird durch eine Trocknung der Kera­ mikkörper in einer Vakuumtrockenkammer erreicht. Die Trocknungs­ zeit in der Vakuumtrockenkammer ist in vorteilhafter Weise er­ heblich verkürzt. Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, daß die Trocknung der Keramikkörper im Vergleich zur Trocknung in bekannten Trockenkammern wesentlich schonender durchgeführt wird. Rissbildungen in den getrockneten Keramikkörpern werden in vorteilhafter Weise vermieden. Das ist deshalb der Fall, weil im ersten Trocknungsabschnitt bei Raumtemperatur getrocknet wird, so daß die Trocknung in den einzelnen Keramikkörpern quasi span­ nungsfrei erfolgt. Die Trocknung findet in einer Atmosphäre kon­ stanter Feuchte statt. Durch Zuführung vorzugsweise rekupierter Wärme bspw. von Kammeröfen in die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangende Vakuumtrockenkammer wird das aus den Keramikkörpern verdampfte Wasser über eine an die Vakuumkammer angeschlossene Vakuumpumpe der Vakuumkammer entzogen. Die Vakuumpumpe weist ein derartig großes Absaugvermögen auf, daß das Vakuum in der Va­ kuumkammer immer konstant gehalten werden kann. Durch die gleichsam überdimensionierte, d. h. ein entsprechend großes Ab­ saugvermögen aufweisende Vakuumpumpe wird die aus der Zuführung warmer, trockener Luft verursachte künstliche Leckage überdeckt. Die Trocknung, der Keramikkörper kann in vorteilhafter Weise bei dem jeweils gewünschten Vakuum durchgeführt werden. Durch ge­ zielte Zuführung trockener Raumluft ist es möglich, die Anfangs- Trocknungszeit der zu trocknenden Keramikkörper zu steuern. Der Vorteil einer solchen Anfangs-Trocknung liegt darin, daß Kera­ mikkörper nach der sogenannten Grün-Bearbeitung zur Trocknung sofort und unverzüglich der Vakuumtrockenkammer zugeführt werden können. Eine vorhergehende Raumluft-Trocknung, d. h. ein Abstellen der zu trocknenden Keramikkörper bis zum Erreichen einer be­ stimmten Weiß-Trocknung, kann erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise entfallen. Diese Raumluft-Trocknung benötigt z. B. bei Hochspannungs-Isolatoren zwei Produktionstage, die erfindungsge­ mäß, d. h. bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Weise eingespart werden können. Daraus folgt je­ doch, daß der Zeitaufwand vom Produktionsbeginn des jeweiligen Keramikkörpers bis zum fertigen Endprodukt in vorteilhafter Wei­ se entsprechend reduziert ist. Das hat den weiteren Vorteil, daß die terminlichen Planungen des Vertriebes einer Keramik-Firma in vorteilhafter Weise wesentlich effektiver abgewickelt werden können.

Aus keramischer Sicht bestehen im Anfangs-Trocknungsbereich bei der üblichen Raumluft-Weißtrocknung bspw. bei Hochspannungs- Isolatoren erhebliche Trocknungsprobleme, weil Umweltparameter wie Zugluft, Klimaveränderungen im Sommer bzw. Winter in einer Produktionshalle, in der die Keramikkörper bis zu einer bestimm­ ten Weißtrockung abgestellt werden, sowie das ungeschützte Ab­ stellen der zu trocknenden Keramikkörper bspw. neben Drehmaschi­ nen zu erheblichen Trocknungsproblemen führen können. Bei Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Trocknungsp­ robleme der zuletzt beschriebenen Art in vorteilhafter Weise eliminiert.

Extreme Zugluftverhältnisse bzw. Temperaturschwankungen im Form­ gebungsbereich einer Keramik-Firma, wie sie durch unkontrollier­ tes Offenhalten von Türen und Hallentoren entstehen, führen bis­ lang zu relativ hohen Roh-Weißbruch-Ausfällen durch Risse o. dgl. Derartige Roh-Weißbruch-Ausfälle werden durch das erfindungsge­ mäße Vakuumtrocknungsverfahren in vorteilhafter Weise vermieden.

Nach Abschluß des ersten Trocknungsabschnittes (Bigot-Diagramm) bei welchem die Trockenschwindung der Keramikkörper abgeschlos­ sen ist, wird erfindungsgemäß die relative Luftfeuchtigkeit in der Vakuumkammer bei konstant gehaltenem Vakuum abgesenkt. Diese Absenkung der relativen Luftfeuchtigkeit kann kontinuierlich oder schrittweise erfolgen. Während des ersten Trocknungsab­ schnittes und während des an der ersten Trocknungsabschnitt an­ schließenden zweiten Trocknungsabschnittes liegt die Raumluft­ temperatur in der Vakuumkammer stets oberhalb des Siedepunktes des Wassers bei dem in der Vakuumkammer vorhandenen Vakuum-Un­ terdruck. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine Abkühlung bzw. Vereisung der Keramikkörper vermieden.

Der Trocknungsprozess kann in vorteilhafter Weise kontinuierlich verlaufen, wobei eine Beschädigung bzw. Zerstörung keramischer Körper vermieden wird.

Die Trocknung der keramischen Körper kann über deren Gewichts­ verlust gesteuert werden.

Nach Abschluß der Trockenschwindung wird der zu trocknende Kera­ mikkörper bei konstantem Vakuum-Unterdruck bspw. auf 120 Grad C erwärmt. Diese Erwärmung kann kontinuierlich erfolgen. Während dieses zweiten Trocknungsabschnittes wird das noch im zu trock­ nenden Keramikkörper befindliche Restwasser aus dem Keramikkör­ per entfernt. Nach Beendigung dieses Trocknungsabschnittes kann der Keramikkörper bspw. noch auf 150 Grad C erwärmt werden, um einen Keramikkörper mit der gewünschten Rohbruchfestigkeit zu erzielen.

Während des an den zweiten Trocknungsabschnitt anschließenden dritten Trocknungsabschnittes wird der Keramikkörper je nach den Erfordernissen bspw. auf 120 bis 150 Grad C erwärmt. Diese Er­ wärmung kann schrittweise geschehen. Gleichzeitig wird der Va­ kuum-Unterdruck bis zum normalen Luftdruck erhöht. Dabei ist bspw. durch Zuschaltung einer Ventilatoreinrichtung in Gestalt eines Saugzugventilators ein entsprechender, höherer Luftdurch­ satz vorzugsweise rekupierter Wärme bspw. von Kammer- bzw. Tun­ nelöfen erreichbar. Sobald in der Kammer der normale Luftdruck erreicht worden ist, wird die an die Vakuumkammer angeschlossene Vakuumpumpe ausgeschaltet. Die Rest-Trocknung wird dann bei Nor­ mal-Luftdruck mittels des erwähnten Saugzugventilators durchge­ führt.

Nach Abschluß dieses dritten Trocknungsabschnittes kann der in der Vakuumkammer befindliche Keramikkörper mit Raumluft gespült werden. Dieser Spülvorgang kann kontinuierlich erfolgen, bis der Keramikkörper auf Raumtemperatur abgekühlt ist. Sobald das der Fall ist, ist die Trocknung des Keramikkörpers abgeschlossen.

Wie bereits er wähnt worden ist, weist das erfindungsgemäße Ver­ fahren den Vorteil auf, daß nach der Grün-Bearbeitung der Kera­ mikkörper, bei denen es sich bspw. um Hochspannungs-Isolatoren, um stranggezogene Ziegel o. dgl. handeln kann, eine sofortige Trocknung in der Vakuumtrockenkammer erfolgen kann. Bei Hochs­ pannungs-Isolatoren, Ziegeleiprodukten o. dgl. ergibt sich erfin­ dungsgemäß eine Verringerung der Trocknungszeit von ca. sechs Tagen auf einen Tag, was eine entsprechende Produktivitätserhö­ hung darstellt. Ein weiterer Vorteil besteht in der erfindungs­ gemäß schonenden Trocknung insbesondere in der Anfangsphase der Trocknung, da sich der zu trocknende Keramikkörper in einer in der Vakuumkammer befindlichen gesättigten Wasserdampfatmosphäre befindet. Dadurch wird gewährleistet, daß sich der zu trocknende Keramikkörper von außen nach innen stets in einem gleichmäßigen Material-Feuchtigkeitszustand befindet. Daraus resultiert eine sehr gleichmäßige Trocknung im Keramikkörper. Hierdurch werden in vorteilhafter Weise Spannungs- bzw. Schwindungs-Risse, wie sie bislang durch unterschiedliche Feuchtigkeitsbereiche im Ke­ ramikkörper kaum zu vermeiden waren, vermieden. Der sogenannte Kapillar-Abriß, wie er bislang kaum vermeidbar war, kann in der mit Wasserdampf gesättigten Atmosphäre der Vakuumkammer nicht stattfinden. Das erfindungsgemäße Verfahren resultiert in einer absolut homogenen Trocknung.

Weitere Vorteile bestehen in der bereits erwähnten erheblichen Energieersparnis, in der Verkürzung der Produktions-Durchlauf­ zeiten sowie in der effektiver gestaltbaren Terminplanung.

Erfindungsgemäß wird der jeweilige zu trocknende Keramikkörper in der Vakuumkammer angeordnet und der Keramikkörper in der Va­ kuumkammer bis zum Siedepunkt des im zu trocknenden Keramikkör­ per befindlichen Wassers evakuiert. Durch die Zuführung von vor­ zugsweise rekupierter Warmluft bspw. von Kammeröfen wird in der Vakuumkammer ein stabiles Klima erzeugt. Hierbei werden die Ke­ ramikkörper in der Vakuumkammer bspw. auf einer konstanten Tem­ peratur von z. B. 30 Grad C gehalten. Die Temperatur im Inneren der Vakuumkammer sowie die relative Luftfeuchtigkeit in der Va­ kuumkammer werden bspw. über den Warmluftdurchfluß gesteuert. Die Trocknung kann über den Gewichtsverlust des jeweiligen Kera­ mikkörpers gesteuert werden. Zu diesem Zwecke kann der Gewichts­ verlust eines keramischen Referenzkörpers in der Vakuumkammer aufgezeichnet und danach nach einem festgelegten Programm der Trocknungsverlauf in der Vakuumkammer gesteuert werden. Dabei ist es möglich, auf der Grundlage entsprechender Versuche ver­ schiedene Trocknungsprogramme zu erstellen. Die Trocknung in der Vakuumkammer kann dann über den zeitlichen Temperaturverlauf und über den zeitlichen Luftfeuchtigkeitsverlauf gesteuert wer­ den. Die Steuerung der Trocknung kann nach den folgenden Parame­ tern festgelegt werden:

• - Artikelgröße der zu trocknenden Keramikkörper,
• - Feuchtigkeitsgehalt der zu trocknenden Keramikkörper,
• - Besatzdichte bzw. Inhalt der Vakuumkammer,
• - errechnete Wassermenge, die durch die Trocknung aus der Vakuum­ kammer heraustransportiert werden muß.

Es kann eine Festlegung der Durchflußmengen an warmer bis heißer Luft, eine Festlegung des zeitlichen Temperaturverlaufes, eine Festlegung des zeitlichen Feuchtigkeitsverlaufes im inneren der Vakuumkammer erfolgen. Nach Erreichen des Bigot-Punktes kann der Verlauf der Endtrocknung festgelegt werden. Je nach dem zu trocknenden Keramikkörper wie einem Hochspannungs-Isolator, ei­ nem Ziegeleiprodukt o. dgl. kann die End-Trocknungstemperatur festgelegt werden. Desgleichen kann die Spülzeit mit Raumluft sowie der zeitliche Temperaturverlauf bis zum Erreichen der Raumtemperatur festgelegt werden.

Bei keramischen Großkörpern wie bspw. Hochspannungs-Isolatoren, -Durchführungen o. dgl. sowie ähnlichen keramischen Körpern, die zum elektrischen Trocknen geeignet sind, kann erfindungsgemäß elektrisch und gleichzeitig unter Vakuum getrocknet werden. So ist z. B. eine elektrische Hubeltrocknung in der Vakuumkammer von großem Vorteil. Dabei wird an dem zu trocknenden Hochspannungs- Isolatorkörper oben und unten jeweils eine Hochspannungselektr­ ode angebracht. An die beiden Elektroden wird je nach Strunk- Durchmesser eine Spannung von bspw. 0,5 bis 1, 5 kV angelegt. Hierdurch kommt es zu einem Stromfluß durch den Isolatorkörper und somit zu einer Erwärmung des Isolator-Strunkes. Die Schirme des Isolators sind von der elektrischen Erwärmung weniger be­ troffen, weil durch sie weniger Strom fliegt als durch den Iso­ lator-Strunk.

Bislang kommt es bei der Trocknung von Hochspannungs-Isolatoren üblicherweise zu einer zu schnellen Trocknung des Strunke, d. h. die Schirme des Isolators kommen mit der Trocknung nicht nach, was zwangsläufig bislang zu Rissen führt.

Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Trocknung unter Vakuum wird der Hochspannungs-Isolatorkörper bspw. auf 40 bis 50 Grad C erwärmt. Das Vakuum wird z. B. auf 50 mbar eingestellt. Wie be­ reits beschrieben worden ist, erfolgt die Trocknung in einer ho­ hen Wasserdampfatmosphäre in der Vakuumkammer, wobei vorzugswei­ se rekuperierte Warmluft zugeführt wird. Diese künstliche Lec­ kage wird auch hier bei dieser Trocknung in der Vakuumkammer mit integrierter elektrischer Trocknung der Keramikkörper von einer entsprechend überdimensionierten Vakuumpumpe ausgeglichen.

Durch die Gleichstellung der Strunktemperatur infolge elektri­ schen Stromflusses bis zu einer bestimmten Temperatur und der zugeführten Warmluft zur Erwärmung der Schirme des Isolators weit der zu trocknende Isolator in der Vakuumkammer von innen nach außen eine entsprechend gleichmäßige Temperatur auf. Der Isolator trocknet somit in vorteilhafter Weise mechanisch span­ nungsfrei. Das aus dem trocknenden Keramikkörper entfernt Wasser wird - wie bereits erwähnt worden ist - bei konstanter relativer Luftfeuchtigkeit in der Vakuumkammer aus dieser heraustranspor­ tiert. Die Temperatur des Isolatorstrunkes wird über seine Ei­ gentemperatur gesteuert. Bspw. wird bei Erreichen von 50 Grad C die Stromzufuhr abgeschaltet und bei einer Unterkühlung wieder eingeschaltet. Die Innentemperatur der Vakuumkammer wird an die Isolatortemperatur angeglichen. Damit wird erreicht, daß die Strunktemperatur des Isolators der Umgebungstemperatur gleich ist. Zum Erzielen einer gleichmäßigen Trocknung ist es außerdem erforderlich, den Volumenstrom, der über die Vakuumkammer geht, relativ konstant zu halten.

Nach einer bestimmten festgelegten Trocknungsdauer, d. h. dem Er­ reichen des Bigot-Punktes, sinkt die Leitfähigkeit des Isola­ tors, so daß im Isolatorkörper dann keine Stromaufnahme mehr stattfindet. Das ist der Fall, wenn die Restfeuchtigkeit des Isolators bei größenordnungsmäßig 8 bis 10% liegt. Nach dem be­ sagten Erreichen des Bigot-Punktes wird die Innentemperatur in der Vakuumkammer erhöht und gleichzeitig in der Vakuumkammer die relative Luftfeuchtigkeit abgesenkt. Das erfolgt durch die Zu­ führung warmer bis heißer, insbesondere rekupierter Luft bis zur Endtrocknung des jeweiligen Isolators. Selbstverständlich gilt dieses Trocknungssystem auch für andere Keramikkörper. Dabei ist es nur erforderlich, die jeweiligen Trocknungsparameter auf die zu trocknenden keramischen Körper anzugleichen. Das gleiche Prinzip kann bei der Hubeltrocknung von Isolatoren angewandt werden. Hier wird die gewünschte Hubelfeuchtigkeit über den Ge­ wichtsverlust eines Referenz-Hubels in der Vakuumkammer be­ stimmt. Dabei wird der Vorteil erzielt, daß Hubel mit gleichmä­ ßiger Hubelfeuchtigkeit in radialer und in axialer Richtung rea­ lisierbar sind. Die Grundprinzipien einer integrierten elektri­ schen Trocknung von Hubeln o. dgl. in der Vakuumkammer entspre­ chen denen der Trocknung von Hochspannungs-Isolatoren, wie sie oben beschrieben worden ist. Bei einer bestimmten Hubelfeuchtig­ keit wird der Trocknungsprozeß jedoch gestoppt. Die Trocknung derartiger Hubel findet bspw. bei einer Temperatur von 40 bis 50 Grad C in der Vakuumkammer statt.

Nachfolgend wird der Ablauf einer Trocknung in einer Vakuumkam­ mer beispielhaft beschrieben:
In der Vakuumtrockenkammer wird der zu trocknende Keramikkörper bei Raumtemperatur auf die entsprechende Siedetemperatur des Wassers evakuiert. Hierbei entsteht in der Vakuumkammer eine ge­ sättigte Wasserdampfatmosphäre. Der Vakuumkammer wird bei kon­ standgehaltenem Vakuum rekupierte trockene Luft zugeführt. Durch die Steuerung einer definierten zugeführten Luftmenge wird in der Vakuumkammer die Wasserdampfatmosphäre geregelt. Damit die Trocknung in der Vakuumkammer gleichmäßig verläuft, wird die re­ lative Luftfeuchtigkeit in der Vakuumkammer auf einem bestimmter Wert konstant gehalten. Der Trocknungsverlauf in der Vakuumkam­ mer wird durch den Gewichtsverlust eines Referenzkörpers in der Vakuumkammer bestimmt. Das bei der Trocknung aus dem Keramik­ körper entwichene Wasser wird durch die mit der Vakuumkammer verbundene Vakuumpumpe aus der Trockenkammer entzogen. Dieser Trocknungsabschnitt erfolgt bei einer bestimmten Temperatur im Inneren der Vakuumkammer, bspw. bei 30 Grad C, so lange, bis der Keramikkörper eine bestimmte Restfeuchtigkeit erreicht hat. Der Keramikkörper unterliegt während dieses Trocknungsabschnittes quasi keinen inneren mechanischen Belastungen, da in diesem Trocknungsabschnitt keine Wärmedehnung stattfindet. In vorteil­ hafter Weise unterliegt der Keramikkörper nur der Trockenschwin­ dung bei einer relativ konstanten Trocknungsgeschwindigkeit.

Die Keramikkörper trocknen nur in dem Maße, wie die feuchte Luft aus der Vakuumkammer entfernt wird. Bei Erreichen einer bestimm­ ten Restfeuchtigkeit, d. h. des Bigot-Punktes, wird zunehmend heißere, trockene Luft in die Vakuumtrockenkammer eingeleitet. Der Keramikkörper wird in der Vakuumkammer langsam bspw. auf 120 Grad C erwärmt. Gleichzeitig wird mit steigender Temperatur der Vakuum-Unteräruck geändert, d. h. der Druck entsprechend erhöht. Hierdurch entsteht ein größerer Luftdurchsatz durch die Vakuum­ kammer. Während dieses Trocknungsabschnittes wird gleichzeitig die relative Luftfeuchtigkeit gesenkt, um eine wirksamere Endt­ rocknung und eine kürzere Trocknungszeit zu erzielen. Bei Errei­ chen von bspw. 120 Grad C Trocknungstemperatur während einer festgelegten Haltezeit ist die Trocknung dann beendet. Durch Spülung mit trockener kalter Luft wird die Kammer langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Danach kann der fertig getrocknete Ke­ ramikkörper aus der Vakuumkammer entnommen werden.

Claims (21)

1. Verfahren zur Trocknung von Keramikkörpern wie Hochspannungs- Isolatoren, -Durchführungen, grobkeramischen Gegenständen, Sani­ tärporzellanartikeln, Ziegeleiprodukten, Keramikrohren o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die zu trocknenden Keramikkörper in eine Vakuumkammer einge­ bracht werden, daß die Vakuumkammer danach auf einen dem Siede­ punkt des im Keramikkörper enthaltenen Wassers entsprechenden Vakuum-Unterdruck evakuiert wird, daß in der Vakuumkammer durch Zuführung von Warmluft ein stabiles Klima erzeugt wird, so daß der Keramikkörper auf einer mindestens annähernd konstanten Tem­ peratur gehalten wird, und daß die Temperatur und die relative Feuchte in der Vakuumkammer über den Durchfluß der Warmluft ge­ steuert werden, wobei die Trocknung des Keramikkörpers über sei­ nen Gewichtsverlust gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu trocknenden Keramikkörper in der Vakuumkammer einem ersten, ei­ nem daran anschließenden zweiten und einem daran anschließenden Trocknungsabschnitt unterzogen werden, wobei im ersten Trock­ nungsabschnitt bei Raumtemperatur und konstanter Feuchte ge­ trocknet wird, nach Abschluß des ersten Trocknungsabschnittes im zweiten Trocknungsabschnitt bei konstantem Vakuum-Unterdruck zur Entfernung des Restwassers aus den Keramikkörpern in der Vakuum­ kammer die relative Luftfeuchtigkeit gesenkt und die Temperatur auf einen Wert T1 erhöht wird, und nach Abschluß des zweiten Trocknungsabschnittes im dritten Trocknungsabschnitt die Kera­ mikkörper bei der Temperatur T1 gehalten oder auf eine weiter erhöhte Temperatur T2 erwärmt werden und der Vakuum-Unterdruck auf normalen Luftdruck geändert wird, wonach eine Spülung der Vakuumkammer mit Raumluft erfolgt, wobei während des ersten und während des zweiten Trocknungsabschnittes die Temperatur in der Vakuumkammer jederzeit über der Siedetemperatur des Wassers bei dem entsprechenden Vakuum-Unterdruck liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wäh­ rend des ersten Trocknungsabschnittes rekuperierte Warmluft in die Vakuumkammer eingeleitet und gleichzeitig das aus den Kera­ mikkörpern verdampfte Wasser über eine Vakuumpumpe der Vakuum­ kammer entzogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vakuumpumpe mit einer derartigen Absaugleistung verwendet wird, daß der Vakuum-Unterdruck in der Vakuumkammer konstant bleibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch gezielte Zufuhr von trockener Raumluft die Dauer des ersten Trocknungsabschnittes und somit die Anfangs­ trocknungszeit der Keramikkörper in der Vakuumkammer gesteuert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im zweiten Trocknungsabschnitt in der Vakuumkammer die relative Luftfeuchtigkeit schrittweise gesenkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der in der Vakuumkammer befindliche Keramikkörner auf die Temperatur T1 nach Abschluß der Trockenschwindung der Kera­ mikkörper erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur T1 bei größenordnungsmäßig 120 Grad C liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Keramikkörper am Ende des zweiten Trocknungs­ abschnittes in der Vakuumkammer zur Erzielung einer gewünschten Rohbruchfestigkeit auf eine Temperatur T2' größer T1 erwärmt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur T2' bei größenordnungsmäßig 150 Grad C liegt.

11. Verfahrers nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im dritten Trocknungsabschnitt die Vakuumkammer mit einer Ventilatoreinrichtung verbunden wird, um in der Va­ kuumkammer einen erhöhten Luftdurchsatz zu bewirken.

12. Verfahren nach Anspuch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erhöhte Luftdurchsatz mit rekuperierter Warmluft bspw. aus Tun­ nel- und/oder Kammeröfen o. dgl. erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des dritten Trocknungsabschnittes die mit der Va­ kuumkammer verbundene Vakuumpumpe ausgeschaltet und die ab­ schließende Trocknung der Keramikkörper bei Erreichen des norma­ len Luftdruckes in der Vakuumkammer über die Ventilatoreinrich­ tung durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilatoreinrichtung ein Saugzugventilator verwendet wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsverlust eines Keramik-Referenz­ körpers bestimmt und ein entsprechendes Pragramm für der Trock­ nungsverlauf in der Vakuumkammer festgelegt wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung der Keramikkörper in der Va­ kuumkammer über den Temperatur-Zeit-Verlauf und/oder über den Luftfeuchtigkeit-Zeit-Verlauf gesteuert wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Trocknung der Keramikkör­ per in der Vakuumkammer nach den Parametern:
Größe der zu trocknenden Keramikkörper,
Feuchtigkeitsgehalt der Keramikkörper,
Besatzdichte und Inhalt der Vakuumkammer,
berechnete Wassermenge, die bei der Trocknung aus der Vakuumkam­ mer entfernt werden muß,
Durchflußmenge an trockener Warmluft durch die Vakuumkammer,
zeitlicher Temperaturverlauf,
zeitlicher Feuchtigkeitsverlauf im Inneren der Vakuumkammer,
Verlauf der Endtrocknung nach Erreichen des Bigot-Punktes,
Endtrocknungstemperatur der Keramikkörper,
Spülzeit zum Spülen der Vakuumkammer mit Raumluft erfolgt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß gleichzeitig mit der Vakuumtrocknung eine elektri­ sche Trocknung der Keramikkörper erfolgt, wobei an die Keramik­ körper mittels Elektroden eine Hochspannung angelegt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Temperatur in der Vakuumkammer nach dem Errei­ chen des Eigot-Punktes erhöht und gleichzeitig die relative Luftfeuchtigkeit abgesenkt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Absenkung der relativen Luftfeuchtigkeit in der Vakuumkammer durch Zufuhr von warmer, insbesondere rekuperativer Luft er­ folgt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die warme, insbesondere rekuperative Luft bis zur Endtrocknung zuge­ führt wird.