用于电预干燥陶瓷坯件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于对由陶瓷原料制成的潮湿的坯件进行电预干燥的方法，其中，将所述坯件接入电路中并引导交流电通过所述坯件。这里引导具有相对于电网频率提高的频率的交流电通过所述坯件。为了实现相同的干燥结果需要明显更少的电能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电地预干燥由陶瓷原料制成的潮湿的坯件的方法，其中，将所述坯件接入电路中并引导交流电通过所述坯件。这种方法在陶瓷工业中是常用的，用于通过过滤过程、拉伸过程或挤压过程进一步从由原始材料的含水的物料悬浮液、也称为浆状物(Schlicker)中提取水分，以便对于后面的例如通过车削(abdrehen)进行成型实现塑性和稳定性方面的必要的特性。
技术介绍
对由陶瓷原料制成坯件进行电预干燥的方法本身是已知的并且特别是在制造各种不同尺寸的陶瓷绝缘体时使用，以便将在压制之后作为材料棒存在的毛坯带到对于后面的通过车削的成型必要地减小的残余湿度。仍潮湿的毛坯为此作为电阻接入交流电路中。通过流动通过的交流电流加热毛坯，由此将水排出，直至达到对于成型必要的残余湿度。在电预干燥之后，圆柱型的毛坯通过车削继续加工，以便对内部和外部轮廓进行成型，所述毛坯可能具有数米的长度和50cm以上的直径。通过电的预干燥，毛坯达到车削就绪状态的干燥时间相对于风干明显缩短。由于毛坯在干燥过程中缩短的停留时间，总体上提高了生产率(Produktionsdurchsatz)。但为了进行电预干燥需要较大数量的额外能量，在经济和环境保护的意义上应进一步降低所述额外能量。
技术实现思路
本专利技术的目的是，在能量需求方面进一步改进用于对由陶瓷的原料制成的潮湿坯件进行电预干燥的方法。对于前面所述类型的用于电地预干燥的方法，根据本专利技术这样来实现所述目的，为了干燥所使用的交流电以相对于电网频率提高的频率引导通过坯件。为此，特别是向坯件上施加具有提高的频率的交流电压。本专利技术在第一个步骤中首先基于通过自身的实验出人意料地获得的认知，即，在通过交流电干燥毛坯时，在电压相同的情况下，在转换到相对于目前为止常见的电网频率提高的频率时，电流消耗或流动通过毛坯的交流电流降低，而不是像对于电容性负载所预期的那样会发生提高。在第二个步骤中，进行了另外的实验，除了在较高频率下降低电流消耗以外，这些实验还证实，通过较高的频率还附加地缩短了毛坯的直到达到车削湿度的干燥时间。就是说，出人意料的是，在相对于电网频率提高了流动通过毛坯的交流电的频率时，由于在相同的电压下降低的电消耗以及由于缩短的干燥时间，实现了明显的能量节省，在个别情况下这种能量节省达到30％。这种出人意料的并且没有预期到的效应的原因据推测是所谓的趋肤效应，所述趋肤效应对于交流电流动通过的圆柱形导体限制的内部的电流密度，并且使电流集中在边缘上或集中在表面层上。趋肤效应在较粗的导体中出现，这种导体相对于导电的表面层的厚度具有大的直径，对于仍潮湿的由陶瓷原料组成的圆柱形材料棒就是这种情况。趋肤效应通过在电导体内部累加的涡流导致向边缘排挤电流，这里，电流密度从导体的边缘向内呈指数降低。由于趋肤效应，出现有效导体横截面的降低。导体的阻抗随着频率的增加而提高。由于趋肤效应解释了在干燥毛坯时特别是随着频率提高而观察到的电流消耗的降低。但观察到的出人意料的干燥时间的缩短也可以通过趋肤效应来解释。在低频率下，如例如50Hz的电网频率下，在仍潮湿的陶瓷原料中出现的趋肤效应可以忽略。因此，交流电还有较大的部分也在要干燥的陶瓷原料的内部流动。但由于原料是均匀地湿透的，在内部引入的电功率不会导致游离(ungebunden)的水发生水排出，因为所述水由于“周围的水”不能向外移动。因此相当部分的所引入的电功率尽管会导致升温，但不会导致水排出。与此相对，在注意到利用趋肤效应时则有不同的表现。在这种情况下，电流更多地被限制在被流动通过的坯件的边缘上。在边缘引入的电功率由此可以用于直接使水排出。由于在边缘上出现的水排出，在这里导电性降低，从而交流电流动的表面层随着干燥时间的流逝从外向内移动。换而言之，在考虑利用趋肤效应的情况下，在干燥毛坯时，恰好在游离的水能够向外逸出的位置引入电功率。未用于水排出的电功率的比例得到降低。干燥时间缩短。出人意料的是，由此总体上还表明，在用于电地预干燥的交流电的频率从电网频率转换到较高的频率时，即转换到大于60Hz的频率时，可以明显降低了实现车削就绪状态而用于毛坯干燥的电能消耗。为了使用较高的频率，优选使用合适的变频器，所述变频器在输入端连接在普通的电网上，并且在输出端提供按希望提高的频率。优选引导具有大于100Hz的频率的交流电通过坯件。自身的研究表明，相对于对于各国通常使用的50Hz的电网频率，在转换到大于100Hz的频率时实现了对于经济性重要的能量节省。更为优选的是，引导具有在300Hz到1000Hz之间的频率的交流电通过坯件。在这个范围内，相对于具有50Hz的频率的交流电干燥观察到了在10％至30％之间的明显的能量节省。在一个优选的实施方案中，将由陶瓷绝缘体的原料组成的挤出的材料棒作为坯件进行预干燥。但本专利技术也可以毫无问题地转用到其他陶瓷坯件上。挤出的材料棒或毛坯特别是用于陶瓷绝缘体的坯件并且因此具有包括不同的矿物的组成成分，特别是高岭土、长石和粘土。毛坯特别是实心毛坯，其中在电的预干燥之后引入内部轮廓。在挤压过程之后包含在坯件中的水分取决于具体使用的粘土矿物以及取决于这种粘土矿物的制造过程。对于不同的类型和组成成分，所需的车削湿度也发生变化，并且所述车削湿度还基于相应制造商的经验数值。对于干燥毛坯的情况，优选电预干燥从在18％至21％之间的初始湿度进行到在15％至17％之间的车削就绪的湿度。这里所述百分比数值涉及水关于总重量的相应重量比例。预干燥适宜地以温度调节的方式进行。为此可以例如在干燥期间连续地测量坯件的温度，并且通过将所施加的电压控制在预先规定的额定值来调节坯件的温度。此外可以预先规定最大值，在达到所述最大值时，中断用于干燥坯件的电路。在达到最小值时，重新使电路闭合。上面所述的方法出于成本的原因是推荐使用的，因为这种方法需要较为简单的传感器和调节器，例如两点调节器。优选在35℃至45℃之间的值作为预干燥的最高温度，并且对于最低温度选择具有在25℃至35℃之间的值。这里这样预先规定各个数值，使得最低温度的值始终小于最高温度的值。为了将陶瓷的坯件接入电路中，还优选向坯件端侧上敷设金属垫，从而电流输入面式地进行。金属垫例如可以是铜网或铝箔。在一个变型方案中，将多个陶瓷坯件串联地接入电路中。对于三相电网(Drehstromnetz)的情况，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对由陶瓷原料制成的潮湿的坯件进行电预干燥的方法，其中，将所述坯件接入电路中并引导交流电通过所述坯件，其特征在于，引导具有相对于电网频率提高的频率的交流电通过所述坯件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.30 DE 102012006423.31.一种用于对由陶瓷原料制成的潮湿的坯件进行电预干燥的方
法，其中，将所述坯件接入电路中并引导交流电通过所述坯件，其特
征在于，引导具有相对于电网频率提高的频率的交流电通过所述坯件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，引导具有大于100Hz
的频率的交流电通过坯件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，引导具有在
300Hz到1000Hz之间的频率的交流电通过坯件。
4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将由陶瓷绝
缘体的原料组成的挤出的材料棒作为坯件进行预干燥。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将实心毛坯作为挤
出的材料棒进行预干燥。
6.根据上述权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·霍夫曼，M·尤德，
申请(专利权)人：拉普绝缘有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE