DE1922474C3 - Verfahren und Vorrichtung zum wechselweisen Gießen und Entformen von Formstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum wechselweisen Gießen und Entformen von Formstucken aus einer Form, bei dem eine Schmelze eines Alkdlimetails, Salzes oder Salzgemisches, insbesondere Natriumhydroxid-Kaliumhydroxid- und Natriumhydrid- Natriumhydroxid-Kaliumhydroxid-Gemisches, in eine Form gegossen wird und in dieser zu einem oder auch mehreren an der Formwand zumindest teilweise anhaftenden Formstükken erstarrt, sowie eine zugehörige Vorrichtung.

Aufgrund der Haftverbindung zwischen den erstarrten Formstücken und der Formwand bereitet das Herausnehmen der Formstücke aus der Form unter Umständen beträchtliche Schwierigkeiten. Zur Beseitigung dieses Nachteiles ist es beispielsweise beim Formgießen von Natrium oder Kalium bekannt, die Innenseite der Formwand mit einer dünnen Schicht eines Trennmittels, beispielsweise einem geeigneten aliphatischen Kohlenwasserstoff oder mineralischem Öl zu versehen, um das unerwünschte Anhaften der Formstücke von vornherein zu unterbinden. Dieses Vorgehen weist jedoch den Nachteil auf, daß zumindest ein Teil des Trennmittels auf der Oberfläche der Formstücke haftenbleibt, diese also die für viele Zwecke erforderliche chemische Reinheit nicht mehr aufweisen.

Es ist ferner bekannt, zusätzlich zum Trennmittel oder auch statt dessen im Boden der Form Auswerfstempel vorzusehen. Diese Maßnahme weist jedoch den Nachteil auf, daß die beispielsweise durch Schlag betätigten Auswerfstempel einem starken Verschleiß unterworfen sind. Das ist insbesondere bei Formstücken der Fall, die aus einem oder auch mehreren Salzen wie beispielsweise dem zum Beizen von Metallen verwendeten Gemisch aus Natriumhydrid, Natrium- und Kaliumhydroxid bestehen, da diese im allgemeinen eine relativ große Härte aufweisen. Hinzu kommt, da3 die Formstücke selbst infolge der hohen örtlichen Schlagbeanspruchung relativ häufig beschädigt werden, beispielsweise in mehrere einzelne Teile zerbrechen und dann nur unvollkommen bzw. mühsam aus der Form entfernt werden können, so daß auch diese Lösung, ganz abgesehen vom konstruktiven Aufwand, nicht befriedigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angeführten Nachteile zu vermeiden, d. h, das Entformen von an der Formwand anhaftenden Formstücken mit einfachen Mitteln zu ermöglichen, ohne daß es dabei zu einer Verunreinigung oder Beschädigung der Formstücke bzw. zu starken Verschleißbeanspruchungen der Formteile kommt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, da3 in eine Form, die an entgegengesetzten Seiten je einen Formhohlraum aufweist, eine weitere Charge des zu vergießenden Stoffes in den jeweils obenliegenden Formhohlraum gegossen wird und daß mittels der durch die Formwand fließenden Wärme der eingegossenen Schmelze das Formstück an der Unterseite der Form angeschmolzen und losgelöst wird.

Der mit diesem Vorgehen verbundene Vorteil besteht u. a. darin, daß die von der sich abkühlenden weiteren Charge üblicherweise nutzlos an die Umgebung abgeführte Wärme dazu benutzt wird, die bereits zu Formstücken erstarrte erste Charge in einer an der Formwand anhaftenden Grenzschicht oberflächlich anzuschmelzen. Damit ist es möglich, die Formstücke entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne zusätzlichen Energieaufwand für das Anschmelzen aus der Form herauszunehmen. Wie sich ohne weiteres einsehen läßt, muß es sich bei den beiden Chargen nicht grundsätzlich um den gleichen zu vergießenden Stoff handeln. Voraussetzung ist nur, daß die Temperatur der weiteren Charge anfänglich hoch genug über der Erstarrungstemperatur der ersten Charge liegt, um den Wärmeübergang in der beabsichtigten Richtung zu erreichen

Das erfindungsgemäße Verfahren v.z aber nicht nur hinsichtlich des zum Entformen erforderlichen Energieaufwandes besonders günstig, sondern ermöglicht auch eine erhebliche Verringerung des für das Entformen erforderlichen Arbeits- und Zeitaufwandes, da das Entformen nunmehr die Wirkung einer ohnehin erforderlichen Verfahrensmaßnahme, nämlich des Vergießens einer weiteren Charge, ist. Aus der doppelseitig benutzbaren Form fallen die erstarrten Formstücke dann aufgrund ihres Eigengewichts von selbst nach unten heraus, wenn der Anschmelz- und Ablösevorgang so weit fortgeschritten ist, daß das Eigengewicht die noch vorhandenen Haftkräfte übertrifft Dadurch wird gleichzeitig eine unnötig starke Anschmelzung der Formstücke verhindert.

Wie ohne weiteres einzusehen ist, können dabei einzelne an der Formwand anhaftende Oberflächenbereiche im unangeschmolzenen Zustand belassen werden, sofern die dadurch bedingten Haftkräfte nur sicher durch das Eigengewicht der Formstücke überwunden werden können. Selbstverständlich ist durch die richtige Wahl der Fallhöhe, Ausbildung der Aufprallfläche usw. dafür Sorge zu tragen, daß die herausfallenden Formstücke nicht in unerwünschter Weise beschädigt oder verformt werden. Ebenso ist die Dicke der Formwand möglichst so zu wählen, daß stärkere ungleichmäßige Anschmelzungen der Formstückoberfläche vermieden werden. Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete

Form ist doppelseitig benutzbar, indem sie an entgegengesetzten Seiten je einen Formhohlraum aufweist, die durch eine Zwischenwand voneinander getrennt sind. Die beiden Formhohlräume können als je eine Vertiefung oder auch als mehrere nebeneinanderliegende Vertiefungen ausgebildet sein. Im Hinblick auf eine rationelle Fertigung werden auf jeder Seite bevorzugt mehrere Vertiefungen vorgesehen. Die der gewünschten Gestalt der zu gießenden Formstücke entsprechenden Vertiefungen werden vorzugsweise gleich ausgebildet, können jedoch auch eine unterschiedliche Gestalt haben. Ist die Schmelze in den von oben zugänglichen Vertiefungen erstarrt — was beispielsweise bei einer Schmelze aus Natrium- und Kaliumhydroxid je nach den Abmessungen der Formstücke, dem Mischungsverhältnis usw. bis zu mehreren Stunden dauern kann — so wird die Form um eine horizontale Achss um 180° gedreht, wobei erfahrungsgemäß bei einem Gemisch aus Natrium- und Kaliumhydroxid nur rund 10% der Formstücke von selbst aus der Form herausfallen. Dann werden die jetzt von oben zugänglichen Vertiefungen der anderen Formseite mit einer weiteren Charge eines zu vergießenden Stoffes gefüllt, so daß die in den untenliegenden Vertiefungen noch anhaftenden restlichen Formstücke angeschmolzen werden und nach wenigen Minuten herausfallen können. Ist die Schmelze in den obenliegenden Vertiefungen erstarrt, beginnt der Zyklus von neuem.

Der Wärmeübergang von den Vertiefungen der einen Seite zu denen der anderen erfolgt besonders vorteilhaft, wenn die Zwischenwand gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung einen wellen-, zickzackförmigen od. dgl. Querschnitt mit zumindest annähernd gleichmäßiger Dicke aufweist und die Vertiefungen der Formhohlräume auf beiden Seiten der Zwischenwand abwechselnd aufeinanderfolgend in einer Ebene liegend angeordnet sind, so daß die beiden nacheinander vergossenen Chargen auf beiden Seiten der Zwischenwand im wesentlichen in gleicher Höhe liegen. Die abwechselnd aufeinanderfolgenden Vertiefungen brauchen dabei nicht immer exakt in einer Ebene zu liegen, sondern müssen nur im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sein. Mit der erfindungsg?mäßen Vorrichtung wird erreicht, daß der Wärmedurchgang von der einen Formseite zur anderen hin gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Vertiefungen erfolgt, im Gegensatz zu einer solchen Anordnung, bei der die sich gegenüberliegenden Vertiefungen auf jeder Seite noch untereinander durch zusätzliche Stege abgetrennt sind, so daß der größte Teil der Wärme direkt über die Zwischenwand und nur ein relativ geringer Teil über die Stege übertragen wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel gezeigt und wird anhand dieses nachstehend noch näher erläutert. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung und in der Ansicht eine doppelseitig benutzbare oben und unten offene quaderförmige Form mit einer Zwischenwand 7 mit zickzackförmigem Querschnitt, welche die beidseitig abwechselnd aufeinanderfolgenden und in gleicher Höhe liegenden Vertiefungen 1 bildet. Die Vertiefungen 1 sind dabei so bemessen, daß sich nach dem Erstarren der darin hineingegossenen Schmelze gut handhabbare Formstücke ergeben. An zwei sich gegenüberliegenden Seitenflächen, vorzugsweise den Schmalseiten, ist je ein Drehzapfen 8 ausgebildet, der in einem nicht gezeigten

ίο Lager ruht und das Drehen der Form um 180° ermöglicht. In der horizontalen Lage ist die Form mittels ebenfalls nicht gezeigter lösbarer Halteelemente arretiert

Als Material für die Form hat sich bei Salzgemischen aus beispielsweise Natriumhydrid, Natrium- und Kaliumhydroxid und auch bei Natrium rostfreier Stahl, der neben der Korrosionsbeständigkeit auch eine sehr glatte Oberfläche aufweist, gut bewährt Zur Herstellung gut handhabbarer Formstücke ist eine noch von Hand zu bedienende 1,5 m lange, 1 m breite und 0,25 m hohe Form geeignet.

Reagiert der zu vergießende Stoff mit der umgebenden Atmosphäre, so wird das Vergießen in bekannter Weise unter einer inerten Schutzgasatmosphäre vorgenommen, indem die Form mit einem nicht gezeigten Deckel versehen und der so gebildete mehr odef weniger dicht abgeschlossene Formhohlraum mit einem inerten Schutzgas gefüllt oder auch fortlaufend mit diesem durchspült wird. Das Füllen der Vertiefungen 1 erfolgt dabei zweckmäßigerweise bei leicht nuer zu den Vertiefungen 1 geneigter Form, indem zuerst die am höchsten gelegene und sich unter der dafür im Deckel vorgesehenen Einfüllöffnung befindende Vertiefung 1 gefüllt wird, aus der die Schmelze dann in die tiefer

J5 gelegenen Vertiefungen 1 überläuft und diese nacheinander füllt. Das Ende des Füilvorgangs kann beispielsweise über im Deckel angeordnete und mit Glas abgedeckte Sichtöffnungen beobachtet werden. Nachdem der zu vergießende Stoff erstarrt ist, kann der Deckel abgenommen werden, da dann im allgemeinen die Reaktion mit der umgebenden Atmosphäre nur noch langsam ablaufL Die Formstücke können anschließend in der erfindungsgemäßen Weise aus der Form herausgenommen und in ausreichend dicht schließenden Behältern verwahrt werden.

Als Schutzgas kommt beispielsweise beim Vergießen einer Schmelze aus Natrium- und Kaliumhydroxid, die bei einem Molverhältnis von 1 :1 eine Gießtemperatur von etwa 250" C hat, im Hinblick auf die bei Anwesenheit von Wasser erfolgende Hydrolyse getrocknete Luft oder ein anderes wasserfreies inertes Gas in Frage. Wird dagegen eine Natriumhydrid enthaltende Schmelze vergossen, so kommt oberhalb einer bestimmten Grenztemperatur wegen der dann außerdem möglichen Oxydation nur ein wasser- und sauerstoff freies Gas. beispielsweise Stickstcff. in Betracht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum wechselweisen Gießen und Entformen von Formstücken aus einer Form, bei dem eine Schmelze eines Alkalimetalls, Salzes oder Salzgemisches, insbesondere Natriumhydroxid-Kaliiimhydroxid- und Natriumhydrid-Natriumhydroxid-Kaliumhydroxid-Gemisches, in eine Form gegossen wird und in dieser zu einem oder auch mehreren an der Formwand zumindest teilweise anhaftenden Formstücken erstarrt, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Form, die an entgegengesetzten Seiten je einen Formhohlraum aufweist, eine weitere Charge der Schmelze des zu vergießenden Stoffes in den jeweils obenliegenden Formhohlraum gegossen wird und daß mittels der durch die Formwand fließenden Wärme der eingegossenen Schmelze das Formstück an der Unterseite der Form angeschmolzen und losgelöst wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer die Formhohlräume voneinander trennenden Zwischenwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand (7) einen wellen-, zickzackförmigen od. dgl. Querschnitt mit zumindest annähernd gleichmäßiger Dicke aufweist und die Vertiefungen (t) der Formhohlräume auf beiden Seiten der Zwischenwand (7) abwechselnd aufeinanderfolgend in einer Ebene liegend angeordnet sind.