anyagszerkezeti és s szárad

XXIII. Téglás Napok 2008. November 6-7. Balatonfüred

Összefüggések tégla és cserépipari termékek anyagszerkezeti és száradási tulajdonságai között Gömze A. Lászlóné

Gömze A. László

Ügyvezető, Igrex Kft. Tel: (30) 746-2713 e-mail: [email protected]

Tanszékvezető, Miskolci Egyetem Tel:(30) 746-2714; Fax:(46)565-103 e-mail: [email protected]

http://keramia.uni-miskolc.hu

Összefü sszefüggé ggések té tégla és cseré cserépipari termé termékek anyagszerkezeti és szá száradá radási tulajdonsá tulajdonságai kö között

CÉL 1.

Megérteni

a

tégla-

és

cserépipari

alapanyagokban,

termékekben száradáskor és dehidratáláskor lejátszódó termo-mechanikai folyamatokat. Ezáltal csökkenteni a szárítási és dehidratációs minőségromlás mértékét. 2.

Hozzájárulni a hatékony szárítási technológiák elterjedéséhez azáltal, hogy feltárjuk a tégla – és cserépipari alapanyagok és termékek

anyagszerkezete, anyagszerkezete

valamint

száradási

(és

dehidratációs) tulajdonságai közötti összefüggéseket.

XXIII. TÉ TÉGLÁ GLÁS NAPOK, 2008. November 6 - 7. Balatonfü Balatonfüred Dr. Gömze A. Lá László szlóné E-mail: igrexkft@[email protected]

Dr. Gömze A. Lá László szló E-mail: mail: femgomze@ [email protected] miskolc.hu


KÉRDÉSEK •

Valóban száradásra érzékeny az agyagunk?

•

Mekkora (és milyen jellegű) mechanikai feszültségek ébrednek szárítás közben?

•

Mekkora lesz a száradási zsugorodás?

•

Mi okozza a dehidratációs repedéseket?

•

A mikroszerkezet hatása a szárításra?

•

Befolyásolható-e szárításkor és dehidratáláskor a kiégetett termék fagyállósága? XXIII. TÉ TÉGLÁ GLÁS NAPOK, 2008. November 6 - 7. Balatonfü Balatonfüred

Dr. Gömze A. Lá László szlóné E-mail: igrexkft@[email protected]



ELMÉLETI ELŐZMÉNYEK 1.

Matematikai statisztikai módszerek • • • • • • • • •

2.

Csiszki A. F. (1954) Bálint P. – Tóth K. – Bakos J. (1968, 1973, 1978) Sopronyi O. (1978) Weighman J. – Kranz G. (1978) Vértesfi K. – Verdes S. (1985) Ratzenberger H. (1986-tól) Schneider H. E. (1988) ME-KSZMT (1999-től) Igrex Kft. (2005-től)

Termodinamikai transzportegyenletek • • • •

Telljohann U. (disszertáció, 2003) Junge K. (gyors szárítás elméleti megalapozása) ME-KSZMT (1999-től) Igrex Kft. (2005-től) XXIII. TÉ TÉGLÁ GLÁS NAPOK, 2008. November 6 - 7. Balatonfü Balatonfüred




GYAKORLATI TAPASZTALATOK, MÉRÉSEK

1.

ESZKÖZÖK • • • •

2.

Kamrás-szárítók Alagút-szárítók Csatorna-szárítók Gyors-szárítók

CÉGEK • • • • • •

Berényi Téglaipari Kft. Leier Mátratherm Kft. Mályi Tégla Kft. Tondach Magyarország Zrt. Wienerberger A. G. (Ausztria, Románia) Wienerberger Zrt. XXIII. TÉ TÉGLÁ GLÁS NAPOK, 2008. November 6 - 7. Balatonfü Balatonfüred




A BOURRY-MOROZOV DIAGRAM ÉS A SZÁRADÁSI ÉRZÉKENYSÉG




A SZÁRÍTÁSI HŐMÉRSÉKLET JELENTŐSÉGE




A SZÁRÍTÁSI HŐMÉRSÉKLET HATÁSA A SZÁRADÁSI ZSUGORODÁSRA 14

12,8

Zsugorodás [%]

12

11,99

11,75 11,19

10,88

10,56

10 7,73

8

7,11

60˚C 80˚C

6 4 2 0 1. keverék

2. keverék

3. keverék

4. keverék

Keveréktípusok 1. keverék 2. keverék 3. keverék 4. keverék Agyagtípus Mennyiség [dkg] Mennyiség [dkg] Mennyiség [dkg] Mennyiség [dkg] T 40 40 40 40 A 100 100 120 100 B 100 100 100 100 C 100 100 100 100 D 50 0 40 50 Fűrészpor 0 0 0 23,4 Összesen 390 340 400 390




A SZÁRÍTÓKAMRÁS GYORSSZÁRÍTÓK MODELLEZÉSE M · - száraz levegő tömegárama υ – hőmérséklet x1 – nedvességtartalom Q – hőáram H – entalpia M · WD – vízgőz tömegárama

Keverőedényes modell kamrás szárítóhoz




A KVARC ÉS A VÍZMOLEKULA „FELÉPÍTÉSE”




A BERÉNYI AGYAG PÓRUSSZERKEZETE N=1000X

N=2000X

N=3000X




AGYAGÁSVÁNYOK ÉS NYERSGYÁRTMÁNYOK PÓRUSSZERKEZETE • Agyagásványok pórustérfogata: V

a

pö

A

B

C

D

i =1

j =1

k =1

l =1

= ∑ Vnpi + ∑ Vzp j + ∑ Vkpk + ∑ Vhtl

• Extrudált/préselt nyers-termék pórustérfogata:

V

e

pö

E

F

G

i =1

j =1

k =1

= ∑ Vnpi +∑ Vzp j + ∑ Vkpk




A PÓRUSTÉRFOGAT ÉS A VÍZ KAPCSOLATA A felületi feszültség által gerjesztett húzófeszültség a „vízcseppben”:

2σ ⋅ cos α pk = r α – a nedvesítési szög σ – a vízcsepp felületi feszültsége [N/m] r – a vízcsepp sugara A "vízcsepp" sugara r [m] -6

10 (1 mm) -7 10 (100 μm) -8 10 (10 μm) -9 10 (1 μm) -10 10 (100 nm) -11 10 (10 nm) -12 10 (1 nm)

A mechanikai feszültség nagysága a vízcseppben [Mpa] 0,15 1,5 15 150 1500 = 1,5 GPa 15000 = 15 GPa 150000 = 150 Gpa




A SZÁRÍTÁSI HŐMÉRSÉKLET HATÁSA A PÓRUSSZERKEZETRE (150˚C) N=1000X

N=3000X

N=5000X

N=10000X





N=3000X

N=5000X

N=10000X




A SZÁRÍTÁSI HŐMÉRSÉKLET HATÁSA A PÓRUSSZERKEZETRE (450˚C) 150 °C N=1000X

N=3000X

N=5000X

N=10000X





N=3000X

N=5000X

N=10000X




A KIÉGETETT BERÉNYI TÉGLA PÓRUSSZERKEZETE N=1000X

N=3000X

N=5000X

N=10000X




ÖSSZEGZÉS • A pórusok átlagos kapilláris rádiusza: ra ≤ 1 μ m • Szárításhoz szükséges „kapilláris-nyomás”: Pksz ≥ 150 MPa • A hőközlés elősegíti a gyorsabb száradást • A hőközlés nem feltétlenül jár együtt száradási zsugorodással, mivel: ha Tsz ↑ → ΔLsz ↓ • Az égetéskor keletkező repedések részben a dehidratációt kísérő nagy „kapilláris-nyomásokkal” magyarázhatóak. • A FINOM PÓRUSSZERKEZET NÖVELI A FAGYÁLLÓSÁGOT XXIII. TÉ TÉGLÁ GLÁS NAPOK, 2008. November 6 - 7. Balatonfü Balatonfüred Dr. Gömze A. Lá László szlóné E-mail: igrexkft@[email protected]



Előadásunk anyagának összeállításához az alábbi vállalatok megbízásából végzett kutatási eredményeinket is felhasználtuk: • Berényi Téglaipari Kft. • Leier Mátratherm Kft. • Tondach Magyarország ZRt. • Wienerberger Téglaipari ZRt. • Wienerberger AG (Ausztria és Románia) • Zalakerámia ZRt. Köszönjük a fenti vállalatok bizalmát, az értékes konzultációkat és hozzájárulásukat az elhangzott előadásunkhoz. XXIII. TÉ TÉGLÁ GLÁS NAPOK, 2008. November 6 - 7. Balatonfü Balatonfüred Dr. Gömze A. Lá László szlóné E-mail: igrexkft@[email protected]



Köszönjük a hallgatóság figyelmét! Gömze A. Lászlóné Ügyvezető, Igrex Kft. Tel: (30) 746-2713 e-mail: [email protected]

Gömze A. László Tanszékvezető, Miskolci Egyetem Tel:(30) 746-2714; Fax:(46)565-103 e-mail: [email protected] http://keramia.uni-miskolc.hu



anyagszerkezeti és s szárad

Recommend Documents