DE1288765B

DE1288765B - Verfahren zum gleichzeitigen Giessen von Formkoerpern, insbesondere Uranstaeben, und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1288765B
Application number: DE1966C0038474
Authority: DE
Inventors: Larose Jean
Original assignee: CIE POUR L ETUDE ET LA REALISA
Current assignee: CIE POUR L ETUDE ET LA REALISA
Priority date: 1965-03-15
Filing date: 1966-03-12
Publication date: 1969-02-06
Also published as: BE677823A; GB1136843A; FR1436679A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Gießen von Formkörpern, insbesondere Uranstäben, wobei das schmelzflüssige Metall unter Schwerkraft über einen Verteiler aus einen Schmelztiegel in die Gießformen ausfließt und das überschüssige Metall in eine Hilfsform geleitet wird.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Stäben oder Rohren durch Schwerkraftgießen eines Metalls, das zuvor in einem Schmelztiegel geschmolzen wurde, in einen Verteiler, aus dem das flüssige Metall in die Gießformen hineinfließt, vorgeschlagen worden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das im unteren Teil des Verteilers zurückbleibende überschüssige geschmolzene Metall in zumindest einen normalerweise von dem Verteiler getrennten Aufnahmebehälter abfließen läßt, dessen Verbindung mit dem unteren Teil des Verteilers erst nach dem Füllen der Gießform hergestellt wird, und daß das Ausformen der Gußstücke erst nach völliger Verfestigung der Stücke in den Formen erfolgt.

Man vermeidet mit diesem Verfahren die Bildung eines Kuchens überschüssigen Metalls auf dem Boden des Verteilers. Ein solcher Kuchen wäre nämlich sehr schwierig zu handhaben und wieder zu erschmelzen. Das Verbinden der Räume, in die nacheinander das schmelzflüssige Metall eintreten soll, ist ein Vorgang, der von außen gesteuert werden muß und der auch ohne Bruch der Abdichtung vor sich zu gehen hat. Dies insbesondere auch dann, wenn, wie beim Schmelzen und Vergießen von Uran unter einem starken Vakuum in der Größenordnung von 10~⁴ bis 10~⁵ mm Hg und bei Temperaturen zwischen 1300 und 1500° C gearbeitet werden muß.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, den zweiten und vor allem schwierigsten Vorgang der Durchbohrung des Deckels zu der Hilfsform, wie es bei dem älteren Verfahren noch erforderlich ist, entbehrlich zu machen.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Hilfsform gleichzeitig mit den Gießformen beschickt wird, wobei der Querschnitt der Öffnung der Hilfsform zum Verteiler und das Fassungsvermögen der Hilfsform so bemessen sind, daß die Füllung der Hilfsform langsamer als das Füllen der Gießformen erfolgt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Gießformen sich in jedem Falle bis zum gewünschten Spiegel auffüllen und tatsächlich nur das überschüssige Metall in der Hilfsform gesammelt wird.

Bei der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ausgegangen von einer solchen mit einem oberhalb der Formen angeordneten Verteiler, der außer den den Gießformen zugeordneten Ausflußöffnungen eine weitere Hilfs-Öffnung aufweist. Neu ist bei dieser Vorrichtung, daß die HilfsÖffnung im untersten Teil des Verteilers angeordnet ist und einen Querschnitt kleiner als die übrigen Ausflußöffnungen aufweist.

Vorzugsweise sind die Öffnungen im Verteilerboden kalibriert und die Hilfsform weist größeres Fassungsvermögen als die anderen Formen auf.

F i g. 1 ist ein Schnitt durch die Gesamtanordnung einer Anlage zum Gießen von Uranium;

F i g. 2 ist ein Vertikalschnitt durch einen Teil der in F i g. 1 dargestellten Anlage in größerem Maßstab.

Unter der Gießöffnung 12 eines Tiegels 11, der dazu dient, im Inneren eines Ofens 15, vorzugsweise unter Vakuum, einen Block 16 von Uranium zu schmelzen, ist eine den Verteiler für das geschmolzene Metall bildende Schale 10 angeordnet. Die Öffnung 12 ist z. B. normalerweise verschlossen. Sobald das Metall des Blockes 16 geschmolzen ist, wird die Öffnung 12 durch aus der Entfernung betätigte Vorrichtungen geöffnet, worauf das Metall in einem Strahl 18 in den Verteiler 10 ausfließt. Der Boden des Verteilernapfes wird von mit 20 bezeichneten, aus feuerfestem Werkstoff bestehenden, z. B. um den Umfang verteilten Ausflußdüsenkörpern durchdrungen.

An jeden dieser Düsenkörper 20 ist unter abgedichteter Verbindung unterhalb desselben eine Form 22 für das Gießen eines Stabes angeschlossen. Die Gießgeschwindigkeit wird durch den Querschnitt der Öffnung 24 der Düsenkörper 20 bestimmt. In der Mitte des Napfes ist ein weiterer, einer Form 28 zugeordneter Düsenkörper 26 angeordnet.

Der Boden des Verteilernapfes ist leicht nach seinem Mittelpunkt hin abwärts geneigt. Der Querschnitt der Öffnung 30 des Düsenkörpers 26 ist kleiner als der der Ausflußöffnungen der anderen Düsenkörper 20. Deshalb fließt das geschmolzene Metall 32, welches zu Beginn des Gießvorganges den Verteilernapf 10 ausfüllt, schneller in die Formen 22 als in die Form 28. Sobald sämtliche Formen 22 gefüllt sind, fließt das restliche Metall weiter in die Form 28, bis das gesamte in dem Napf 10 vorhandene überschüssige Metall aus diesem entleert worden ist. Falls das Volumen dieses Überschusses an Metall kleiner ist, als das in der Form 28 verbliebene freie Volumen, leert sich der Verteiler vollkommen. Nunmehr kann der Stab 34 in genau der gleichen Weise entformt werden, wie die aus den anderen Formen entformten Stäbe. Das obere Ende des Stabes 34 ist bei 36 sichtbar. Darauf wird das Metall, aus dem dieser Stab besteht, wieder geschmolzen und erneut verwendet.

Das gleiche Ergebnis kann auch in einer abweichenden Weise erzielt werden, weil es in erster Linie darauf ankommt, daß sich die Form 28 langsamer füllt als die anderen Formen. Deshalb kann auch eine Ausflußdüse mit einer Öffnung, deren Querschnitt gleich der der anderen Ausflußdüsen ist, und hierbei eine Form verwendet werden, die größer als die anderen Formen ist. Die Wahl der Größe der Durchtrittsöffnungen und der Kapazität der Formen hängt von den besonderen Gießbedingungen des Einzelfalles ab.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichzeitigen Gießen von Formkörpern, insbesondere Uranstäben, wobei das schmelzflüssige Metall unter Schwerkraft über einen Verteiler aus einem Schmelztiegel in die Gießformen ausfließt und das überschüssige Metall in eine Hilfsform geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsform (28) gleichzeitig mit den Gießformen (22) beschickt wird, wobei der Querschnitt der Öffnung (30) der Hilfsform zum Verteiler (10) und das Fassungsvermögen der Hilfsform (28) so bemessen sind, daß die Füllung der Hilfsform (28) langsamer als das Füllen der Gießformen (22) erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem oberhalb der Formen angeordneten Verteiler, der außer den den Gießformen zugeordneten Ausflußöffnungen

eine weitere HilfsÖffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsöffnung (30) im untersten Teil des Verteilers (10) angeordnet ist und einen Querschnitt kleiner als die übrigen Ausflußöffnungen (24) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (24,30) im Verteilerboden kalibriert sind und die Hilfsform (28) größeres Fassungsvermögen als die anderen Formen (22) aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen