DE1947850C2 - Sinterofen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Sinterofen mit einem den, und daß das Rohr in seinem Mittelbereich einen

axialen zylindrischen Rohr mr Aufnahme von orga- Querschlitz besitzt, der mit einem durch die fcuer-

nisehe Produkte enthaltenden zu sinternden Stücken, feste Schicht und den Mantel führenden Kamin in

dessen Inncnatmosphiirc durch Erhitzen mittels eines Verbindung steht, in dem eine Kondensations-

elektrischcn Heizwiderstandes auf eine hohe Tem- 5 vorrichtung eingesetzt ist. Durch die erfindunpis-

perattir gebracht wird und das von mindestens einer gemäße Gasführung werden die bei der Zersetz, ng

Schicht aus einem wärmeisoHcrcnden feuerfesten der organischen Produkte beim Sintern entstehenden

Material umgeben ist, die ihrerseits von einem kohlenstoffhaltigen Verbindungen in der heißesten

' äußeren Metallmantel umgeben ist, der an seinen Zone des Ofens gesammelt und können anschließend

Enden mit dicht schließenden Verschlußtüren zu- io leicht abgeführt werden. In der vorgesehenen Kon-

samnienwirkt. dcnsationsvorrichtung werden dann diese Zer-

De r in der Erfindung beschriebene Ofen soll als Setzungsprodukte aus dem Gasstrom abgeschieden.

technischer Sinterofen insbesondere, jedoch nicht Vorteilhafterweise hesitzt die Kondensationsyor-

ausschließlich, zum Brennen von radioaktiven Metall- richtung ein Bündel von Haarnadelrohren aus Metal!,

oder Kcramiktabletten, und zwar insbesondere 15 durch die innen ein Kühlmedium strömt und die mit

Tabletten von Oxyden spaltbarer Stoffe, wie Uran einer Reihe von versetzt angeordneten Querplatten

** und Plutonium, in eiaer reduzierenden, beispiels- fest verbunden und von einem Flansch getragen

% weise in Erdgasatmosphäre Verwendung finden. sind, der den Kamin verschließt und eine axiale

, 1 , Bekanntlich besteht die Herstellung solcher Ta- Gasaustrittsöffnung besitzt, die durch eine abnehm-

ψ bleuen durch Sintern darin, daß nach dem Ver- 30 bare Rohrleitung mit äußeren Filtern verbunden ist.

mengen des Pulvers des jeweiligen Stoffs mit einem Der Erfindungsgegenstand wird nun an Hand des

ψ geeigneten Bindemittel und Verdichten des er- in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels

'[, haltenen Produkts ein Brennen im Inneren eines im näher erläutert.

f allgemeinen rohrförmigen Ofens bei einer hohen Wie aus dieser Figur, die deu Ofen im Längs-

j£ Temperatur in reduzierender Atmosphäre durch- 35 schnitt zeigt, ersichtlich, besitzt der Sinterofen in der

geführt wird, bei dem insbesondere das benutzte Hauptsache ein zylindrisches Rohr 1, das im Mittel-

ί Bindemittel entfernt wird. Falls dieses Bindemittel teil des Ofens angeordnet and dazu bestimmt ist, die

t organische Verbindungen enthält, treten sofort (nicht gezeigten) zu sinternden Stücke und insbe-

• mehrere Schwierigkeiten auf, welche die Verwendung sondere die Tabletten des Oxyds des spaltbaren ^ eines üblichen Sinterofens erschweren. Zunächst ein- 3c Materials aufzunehmen. Das Rohr 1 ist außen von \ mal ist der Gasdurchsatz im allgemeinen unzu- einer genügend dicken Wärmeisolation aus einem reichend, um die Krackprodukte der organischen feuerfesten Material umgeben, die im beschriebenen Stoffe nach außen abzuführen. Außerdem begünstigt Ausführungsbeispiel aus zwei konzentrischen Schich-

die Strömung des Gases in Richtung der Achse des ten besteht, die jede aus einer Anordnung von in

- rohrförmigen Ofens von einem seiner Enden zum 35 geeigneter Weise in Berührung miteinander ange-

y._t anderen die Kondensation von Teerprodukten und ordneten Formsteinen 2 bestehen. Die Schichten von

die Abscheidung von Ruß an den Verschlußtüren Formsteinen 2 sind außen von einem Metallmantel 3

. des Ofens, die gewöhnlich durch Wasser gekühlt tungeben, der an seinen beiden Enden durch Türen 4

r sind, um die Dichtungen vor der Hitze zu fhützen und 5 verschlossen ist, die unter Zwischenschaltung

und eine Wärmeabgabe vom Ofen nach außen hin 40 von Dichtungsringen 6 und 7 gegen ihnen gegenüber

• zu verhindern. Diese Abscheidungen können einen am Mantel vorgesehene Flansche anschlagen. VorKurzschluß der elektrischen Verbindungen mit den teilhafterweise sind die Türen 4 und 5 dauernd durch Heizwiderständen und die Verstopfung der Ab- fortlaufenden Kreislauf von Wasser oder einem anführungsöffnungen der Restgase bewirken. deren Kühlmittel gekühlt

Schließlich behindern bei den üblichen öfen die 45 Das Erhitzen des Rohrs 1 erfolgt mittels eines

erwähnten Kondensationen und Abscheidungen Heizbandes 8, insbesondere aus Molybdän, das

\ wegen Verdunkelung des Gasstroms die optische mehrere Male in steh zurückgefaltet ist, so daß es

' Temperaturmessung im Ofen während des Sinterns. die äußere Oberfläche des Rohrs umgibt, und vor-

Außerdem tritt bei üblichen öfen wegen der un- zugsv/eise im Inneren von Hohlräumen angeordnet

bedingt von Zeit zu Zeit durchzuführenden Säube- 50 ist, die vorrälhafterwetee in den entsprechenden

rungen ein Verlust an Nuizungsieit auf. Flächen der ersten Schicht der feuerfesten Form-

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zu= steine 2 vorgesehen sind= An seinen Enden ist das

gründe, einen Sinterofen zu schaffen, der einerseits Heizband S mittels Anschlüssen 9 und 10 mit den

eii.en größeren Gasdurchsatz im Ofen gewährleistet, Klemmen 11 und 12 verbunden, die selbst mit einem'

. wodurch die kohlenstoffhaltigen Zersetzungsprodukte ss am Metallmantel 3 angeordneten Stromzuleitungs-

mitgerisscji werden, jedoch ohne daß eine für das stecker 13 verbunden sind.

Sintern der Stücke nachteilige Abkühlung erfolgt, Gemäß der Erfindung besitzt der betrachtete

und der andererseits die Kondensation und Ab- Sinterofen eine Gaszufuhrungseinrichtung zur Ver-

schcidung der Zersctzungsproduktc an den Türen sorgung des Rohrs ί mit für das eigentliche Sintern

vermeidet. 60 erforderlichen reduzierten Gasen. Diese Einrichtung

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch besteht aus einer Reihe von Leitungen 14, welche einen Sinterofen der eingangs beschriebenen Art ge- durch die erste Schicht von keramischen Formlöst, der sich dadurch auszeichnet, daß durch die steinen 2 in der Nähe de3 elektrischen Heizbandes § feuerfeste Schicht eine Anordnung von Leitungen verlaufen, das diese Gase bsi ihrem Durchgang durch führt, durch wdehc die Sir.iergase siron-.cn and die £5 d:s Leltusges 14 unmittelbar erhitzt. Die Gase treten ein Erhitzen der Gase in der Nähe der elektrischen in die Leitungen 14 im Mittelteil des Ofens durch Widerstandsheizung gewährleisten, bevor die Gase eine Zuleitung IS ein, die durch den Metallmantel 3 in das Rohr von dessen Enden her eingeblasen wer- geführt ist und in einem ringförmigen Sammelkanal

15 α mündet, der im Slitpe! der keramischen Fonnsteine ausgebildet ist und die Verteilung der Gase nach beiden Seiten durch die Enden 16 der unmittelbar mit ihm verbundenen Leitungen 14 in Richtung luC die Ränder des Rohrs 1 ermöglicht. Unter diesen S Bedingungen durchströmen die Gase nur die halbe Länge des Ofens, bevor sie in das Rohr 1 von dessen Enden ! «:r eintreten. Es sei bemerkt, daß diese Anordnung, welche nur eine einzige Sammelzuleitung vorsieht, mehrfache Durchführungen an den Türen 4 und 5 des Ofens vermeidet.

Iii ihrem Mittelbereich und gemäß dem anderen wesentlichen Merkmal der Erfindung besitzt das Rohr L einen Querschlitz 17, der sich über den Hauptteil seines Umfangs erstreckt und in einen Kamin 18 mündet, der durch die Schichten der keramischen Fonnsteine 2 und den äußeren Metallmantel 3 hindurchführt. Dieser Kamin 18 ist durch einen an den Mantel 3 angeschlossenen zylindrischen Stutzen 19 begrenzt und besitzt in der Nähe des ao Rohrs L keramische Formstücke 20, welche die aus dem Rohr 1 durch den Schlitz 17 entweichenden Gase bei hoher Temperatur halten.

In der Achse des Stutzens 19 ist eine Abscheidungsvorrichtung oder Falle 21 angeordnet, die aus einem Bündel von metallischen Haarnadelrohren 22, durch die insbesondere Wasser ström», und aus an den Haarnadelrohren 22 angeschweißten Querplatten 23 aus Metall besteht. Diese Querplatten 23 sind vorteilhafterweise parallel zueinander und so angeordnet, daß sie den in Richtung der Pfeile 24 strömenden Gasen einen immer wieder umgelenkten Weg aufzwingen. An ihrem oberen Teil werden die Haarnadelrohre 22 von einer Verschlußpiatte 25 getragen, die den Kamin 18 verschließt und in ihrer Mitte einen Anschluß 26 mit einem abnehmbaren Rohrstutzen 27 besitzt, durch den diese Gase zu (nicht gezeigten) äußeren Filtern entweichen können, die zum Abscheiden der radioaktiven Stäube vorgesehen sind.

Infolge dieser Einrichtungen werden die kohlenstoffhaltigen Zersetzungsprodukte, die, insbesondere vom Kracken der das Bindemittel der im Rohr 1 gesinterten Stücke bildenden organischen Verbindungen herrühren, durch die Gasströmung mitgerissen, die durch die Leitungen 14 und durch die Enden des Rohrs zu seinem Mittelbereich strömt, und entweichen anschließend unmittelbar durch den Schlitz 17 hin zur Falle 21. Diese wegen der hohen Temperatur im Rohr im gasförmigen Zustand gehaltenen so Produkte folgen dann usn uie Querplatter. 23 herum einem umgelenkten Weg, wobei sie die Außenfläche der Haarnadelrohrc .2 umspülen, wo sie sich kondensieren und so alle Abscheidungen im eigentlichen Ofen und insbesondere an den bei tieferer Temperatür gehaltenen Türen 4 und 5 vermeiden. Die so von ihren Teeranteilen, Ruß und Stäuben befreiten Röstgase werden anschließend durch den Rohrstutzen 27 nach außerhalb des Ofens abgeführt. Die Abnahme der Abscheidungsvorrichtung oder Falle 21 kann da- fio her (falls erforderlich) durch einfaches Herausheben der Verschlußplatte 25 erfolgen, und die Haarnadelrohre 22 und Querplatten 23 lassen sich leicht abbürsten und reinigen, Ohüc daß dieser Arbeitsgang andere Eingriffe am Ofen selbst erfordert. Vorteilhafterweise kann man ein (nicht gezeigtes) System von Ablenkblechen aus Molybdän vorsehen, um das Ende des BUndels der Haarnadelrohre vos der aus

dem Inneren des Rohre ί koinniciu'cn Strahlung zu schützen.

Die so durch Anordnung tier Abscheidungsvorrichtung im Ofen hergestellte reincrü Atmosphäre erleichtert » .sbesondere die optischen Bcobac·'.tungen, die im illgemeinen von den Hndtüren her durch Schaugläser aus Quarz an Pyrometern zur Messung der Temperatur vorgenommen werden. Außerdem beseitigt der Kreislauf der Gase von den Enden des Mittelrohrs zu dessen Mittclbereich hin unter Vermeidung jeder Abscheidung an den Türen alle Gefahr von Kurzschlüssen an den Klemmen der elektrischen Verbindung mit dem Heizwiderstand. Schließlich ermöglicht der erfindungsgemüße Sinterofen eine erhebliche Steigerung des Gasdurchsatzes im Mittelrohr ohne Erniedrigung der Temperatur im Ofen, da diese Gase h>^l\ ihrem Durchgang eine Vorwärmung erfahren, bevor sie in das Rohr in Richtung der Sinterzone eingeführt werden.

Man erhält so einen technischen Sinterofen von sehr einfachem Aufbau, in dem die Funktionen des Sintcrns einerseits und des Abfangens der von den Gasen mitgeführten Verunreinigungen andererseits streng getrennt sind. Die Maßnahmen zur Reinigung der Abscheidungsvorrichtung können daher vollkommen unabhängig vom Einsetzen oder Herausnehmen der zu sinternden Stücke vorgenommen werden. Ein Satz von Standard-Abscheidungsvorrichtungen ermöglicht das Einsetzen einer sauberen Abscheidungsvorrichlung während der Arbeitsgänge des Einsetzens und Herausnehmens der Tabletten, wodurch jede Verlängerung des Sinterzyklus vermieden wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Sinterofen mit einem axialen zylindrischen Rohr zur Aufnahme von organische Produkte enthaltenden zu sinternden Stücken, dessen Innenatmosphäre durch Erhitzen mittels eines elektrischen Heizwiderstands auf eine hohe Temperatur gebracht ist und das von mindestens einer Schicht aus einem wärmeisoüerenden feuerfesten Material umgeben ist, die ihrerseits von einem äußeren Metallmantel umgeben ist, der an seinen Enden mit üichtschließenden Verschlußtüren zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die feuerfeste Schicht (2) eine Anordnung von Leitungen (14) führt, durch welche die Sintergase strömen und die ein Erhitzen der Gase in der Nähe der elektrischen Widerstandsheizung (8) gewährleisten, bevor die Gase in das Rohr (1) von dessen Enden her cingeblascn werden, und daß da» Rohr in seinem Mittelbereich einen Querschlitz (17) besitzt, der mit einem durch die feuerfeste Schicht (2) und den Mantel (J) führenden Kamin (18) in Verbindung steht, in dem eine Kondensationsvorrichtung (21) eingesetzt ist,

2. Sinterofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensationsvorrichtung (21) ein Bündel von Haarnadelrohren (22) aus Metall, durch die ein Kühlmittel strömt, besitzt und die Haarnadelrohre mit einer Reihe von versetzt zueinander angeordneten Querplatten (23) fest verbunden und von einem Verschiußflansch (25) des Kamins (18) gehalten sind und der Verschlußflansch eine axiale Oasauslrittsöifnung (26) besitzt, die durch einen abnehm-

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baren Rohrstutzen (27) mit äußeren Filtern verbunden ist.

3. Sinterofen'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr der Sintergase zu den Gasleitungen (14) mittels eines inv Mittelbereich des Ofens im Inneren der wärmeisolierende«! Schicht aus feuerfestem Material, angebrachten ringförmigeü Sammelkanals ClSa) geschieht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen