194141. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kerámia félkésztermékek szárítására
1 194.141 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés kerámia félkésztermékek szárítására, különösen tégláknak szekrényben történő szárítására. A téglák vagy más kerámiából készült termékek előállítására vonatkozó eljárások lényegében három fázisból állnak, nevezetesen a színanyag formázásából, a formázott tárgyak szárításából és a szárított téglák vagy hasonlók kiégetéséből. A kerámiaanyagok formázását magábafoglaló fázisban a szokásos berendezéseket használják, ilyenek például a présgép vagy a nyílással ellátott sajtolószerszám, melynél valamilyen méréstechnikát alkalmaznak, és esetleg a formázáshoz vízgőzt használnak, vagy valamilyen olyan szárítási technikát alkalmaznak, ahol a kerámiaanyag formázásához magának az anyagnak a nedvességét, valamint valamilyen megfelelő formázónyomást alkalmaznak. A fenti két módon formázott kerámiatárgyak szárításánál be kell tartani a megfelelő szárítási időt, hogy a kerámiatárgybanlevő megkötött vizet és a hígroszkópikus vizet elvezessék. Erre a munkafázisra egyrészt azért van szükség, hogy a kiégetetlen téglák vagy hasonlók bizonyos sűrűséget és viszkozitást érjenek el, melyek a következő megmunkálási fázishoz és az égetőkályhák megrakásához szükségesek, hogy a kiégetetlen anyag ne deformálódjék el, másrészt azért van szükség a szárításra, hogy elkerüljék a kiégetetlen anyag repedezését és törését, ami biztosan bekövetkeznék, ha a nedves kerámiatárgyakat túl gyorsan jzárítanák, ha azokat a formázás után közvetlenül beraknák az égetőkemencébe. A téglák vagy hasonlók szárításához természetes vagy mesterséges szárítást lehet alkalmazni. Manapság nemigen alkalmazzák a természetes szárítást, amikor a formázott téglát vagy hasonlót egyszerűen a külső levegővel szárítják, mivel az anyag tárolásával és szállításával kapcsolatos költségek túlságosan nagyok, továbbá azért sem, mivel a késztermék előállítása ez esetben az időjárási körülményektől függne. A mesterséges szárítási eljárásokhoz statikus szárítószekrényeket használnak, melyeket szakaszosan töltenek meg, vagy még gyakrabban alkalmazzák az algútszárítókat, melyek folyamatos üzemben működnek. A téglák vagy hasonlók kívánt mértékű kiszárításának érdekében szárítóközegként forró légáramot alkalmaznak, melyet általában a téglákkal vagy hasonlókkal ellentétes irányban áramoltatnak. A téglák vagy hasonló kerámiatermékek szárítására alkalmazott ismert eljárások több műszaki és gazdasági hiányossággal rendelkeznek, melyeket ezidáig még nem sikerült kiküszöbölni. Nevezetesen arról van szó, hogy ahhoz, hogy a kívánt hőkicserélési feltételeket teljesítsék és hogy a téglákat vagy hasonló kerámiatermékeket körülvevő vízgőzréteget elvezessék, a szárítóberendezés belsejében jelentős mennyiségű levegőre van szükség, és/ vagy a forró levegő áramlási sebességének nagynak kell lennie. Ennek következtében a szárítóberendezésen kívül vagy azon belül elrendezett légáramoltató berendezés működtetéséhez jelentős energiamennyiségre van szükség, hogy azzal elegendő mennyiségű forró levegőt tudjanak előállítani. Ezenkívül a szárítólevegő és a szárítandó téglák vagy hasonlók! közötti hőmérsékletkülönbség a következő okokból mindig túlságosan kicsi:- a szárítandó téglák vagy hasonlók hőmérséklete a szárítóberendezésbe történő bevezetéskor viszonylag alacsony;- a forró levegő és a szárítandó téglák vagy hasonlók közötti hőkicserélés ellenáramban'történik,.' — a szárítás vége felé a téglák vagy hasonlók csak minimális felületi höhozzávezetést viselnek el, mivel ekkor olyan fázisban vannak, amikor egyporózus anyag belsejében gőz formájú vízdiffúzió megy végbe, és a gőz mennyisége körülbelül Í03-szor nagyobb, mint a folyékony halmazállapotú víz menynyisége. Ha tehát ekkor a téglák vagy hasonlók felületéhez hozzávezetett hő mennyisége egy előre meghatározott maximális értéket meghalad, a téglák vagy hasonló kerámiatárgyak szétrobbannak. À szárítás tehát lényegében egy kényszerkonvekcióval létrejövő hőki cserélésből áll, amelynek maximális értéke a forró levegő átfutásának értékétől és ennek a levegőnek a sebességétől függ. Az ismert eljárások további hátrányának tekintendő, hogy a szárítóberendezés megtöltésének időpontjában a hőmérséklet kb. 25—40 C, és a víz mely a még nem kiégetett téglákban vagy hasonlókban lévő nedvesség formájában van jelen, jelentős viszkozitással rendelkezik, és az ezen víz és a téglák vagy hasonlók között fennálló kötési erő igen nagy. Ennek következtében a téglák vagy hasonló kerámiatermékek egy viszonylagos feiületcsökkenéssel együttjáró felületi szárításon mennek keresztül, ugyanakkor a belső részük nedves marad. Az egyes téglák vagy hasonlók külső és belső részei között fellépő méretcsökkenések közötti különbség mértéke akkora lehet, hogy a téglákban vagy hasonlókban túlságosan erős feszültségek jönnek létre, melyeknek hatására már önmagában is tartós deformálodás, parányi repedések jöhetnek létra- vagy akár a tégla vagy hasonló kerámiatermék el is törhet. Ezenkívül megnő annak a veszélye is, hogy a termo-ozmózis néven ismert folyamat következtében mikrorepedések jöjjenek létre. A termo-ozmózis lényegében abból áÚ, hogy a téglában vagy a hasonló kerámiatermékben levő víz a szárítás alatt a fonó zónából a belső és hideg zónákba vándorol. A nyers téglák szárításával kapcsolatos idő és energiaráfordítások ahhoz vezettek, hogy sok kísérletet végeztek annak érdekében, hogy az időt le lehessen rövidíteni, és az energiafelhasználást le lehessen csökkenteni; ha tehát a szárítási folyamatot bármilyen módon meg tudjuk gyorsítani, akkor a téglagyártás gazdaságosabbá válik, és így a költségek csökkenthetők. Megpróbálták már azt is, hogy a szárítási folyamatot úgy gyorsítsák fel, hogy a nyers téglát vagy kerámiát a szárítási folyamat előtt felhevítették. Ez a próbálkozás azonban nem vezetett kielégítő eredményhez, ezenkívül drága is, mivel további hevítőberendezéseket kell alkalmazni, továbbá a hevítési folyamathoz munkaidőrre és fűtőenergiára van szükség. A szárítás folyamán fellépő zsugorodás csökkentésére ismert az a megoldás is, hogy a kerámiához őrölt kálciumkarbonátot, kálciumoxidot, cementet vagy őrölt salakot adnak hozzá. A 2 009 909 sz. DE közzétételi iratban a nyers agyagból, különösen vályogból készült nyers téglák szárítási idejének lerövidítésére olyan eljárását ismertetnek, melynek lényege, hogy a visszatartott vízből kialakult vízburok fizikai tulajdonságát az adhézió vagy a viszkozitás megváltoztatásával befolyásolják. Ez olyan módon történik, hogy a nyers agyaghoz 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
