DE8308852U1 - Tunnelofen zum Sintern von Grünlingen - Google Patents
Tunnelofen zum Sintern von GrünlingenInfo
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Description
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VPA 83 G 6 0 t 7 DE
Die Erfindung betrifft einew-lvM/NA^o^ zum Sintern von
Grünlingen zu Brennstofftabletten, bei dem die Grünlinge
durch die Muffel des Tunnelofens bewegt werden. Zum Transport der Grünlinge durch die Muffel des Tunnelofens
hat man bisher Transportschiffchen verwendet, auf denen
eine große Anzahl von Grünlingen neben- und übereinander aufgeschichtet wurde.
Wegen dieser Stapelung der Grünlinge ist zwangsläufig der
Temperaturverlauf und die Beaufschlagung mit den Gasen
nicht für jeden Grünling identisch, mit der Folge, daß
die Standardabweichung der Kenndaten - insbesondere der
Abmessungen und der Dichte - der gesinterten Brennstofftabletten
so groß ist, daß die Tabletten nach dem Sintern vermessen und zum Teil nachbehandelt - geschliffen - werden
müssen.
Das bekannte Verfahren setzt ferner einen entsprechend großen Querschnitt der Muffel voraus, was einen entsprechend
großen Material- und Energieaufwand bedeutet; letzterer ist zusätzlich durch das Aufheizen der Transportschiff
chen erhöht.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Notwendigkeit einer Veränderung der Prozeßparameter
- insbesondere der Verweildauer der Grünlinge, des Temperaturprofils und des Sauerstoffpartial-
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- 2 - VPA 83 5 6 O 1 7 QE
druckes - erst feststellbar ist, wenn fein Transportschiff chen
entladen und die Brennstofftabletten vermessen sind;
in Cev Zwischenzeit läuft aber der fehlerhaft eingestellte
Prozeß weiter und produziert Ausschuß.
Schließlich ist der Korabinationsspielraum für Prozeßparameter bei dem bekannten Verfahren sehr gering t da er
durch die Materialeigenschaften der Transportschiffchen
begrenzt ist, die denselben Prozeßparametern wie die Grünlinge ausgesetzt sind.
So mußte beispielsweise die Temperatur bei dem aus der DE-C 28 55 166 bekannten Niedrigtemperatur-Kurzzeit-Sintern
auf 1150° C begrenzt werden, da es kein Material für die Transportschiffchen gibt, das oberhalb dieser Temperatur
in oxidierender und reduzierender Atmosphäre eingesetzt werden könnte.
Auch ein oxidativ-reduzierendes Sintern nach DE-C 29 39 415 ist bisher großtechnisch nicht wirtschaftlich realisierbar,
da hierzu die Transportschiffchen Temperaturen bis 1550° C bei unterschiedlicher Sauerstoffaktivität
aushalten müßten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
-: einen Tunnelofen zum Sintern von Grünlingen anzugeben, bei dem die aufgezählten Nachteile nicht zu
verzeichnen sind; insbesondere soll die Standardabweichung der Kenndaten der gesinterten Brennstofftabletten
sowie der Material- und Energieaufwand wesentlich reduziert und die Möglichkeit geschaffen werden, die Prozeßparameter
zu optimieren.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe c\A.t.yjivicA\V ^
35
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- 3 - &lgr; VPA 83 6 6 O 1 7 GE
& VuVV^y1;) die Fluff el durchsetzen-"
den, wenigstens eingangsseitig aus ihr herausragenden
Führungseinrichtung in Form einer einlagigen Säule aus aneinanderstoßenden Grünlingen durch die Muffel geschoben
werden.
Die Erfindung arbeitet somit ohne Transportschiffchen:
Infolge dessen durchläuft jeder einzelne Grünling bei konstanten Prozeßparametern dasselbe Temperaturprofil und
dieselbe Atmosphäre, wodurch sich die Standardabweichung d^sr Kenndaten der Brennstoff tab letten im Vergleich zu
dem bisher angewandten Verfahren mehr als halbiert.
In Verbindung mit dem kontinuierlichen Durchlauf der
Grünlinge ermöglicht dies, die Prozeßparameter so zu steuern, daß die Kenndaten der fertig gesinterten Brennstoff
tabletten in einem so engen Soll wertbereich liegen,
daß die Tabletten ohne weitere Nachbehandlung, also insbesondere ohne Schleifen, weiterverarbeitet werden können.
Hierzu wird vorzugsweise die Länge der Grünlinge in einem ausreichenden Abstand vor der Austrittsöffnung der
Muffel - z.B. mit einem an sich bekannten optischen Verfahren - ermittelt und davon abhängig einer der Prozeßparanieter
- Durchlauf geschwindigkeit, Temperaturprofil, SxWierstoffpartialdruck
etc. - verändert» Das Ausmaß dieser Veränderung wird dabei durch eine empirisch ermittelte
Kennlinie vorgegeben, die zu jeder Länge den zugehörigen Wert des Prozeßparameters angibt. Eine solche Kurve ist
selbstverständlich immer nur für Grünlinge mit denselben Eingangskenndaten (Zusammensetzung, Dichte, Abmessungen)
gültig.
Da die Erfindung ohne Transportschiffchen arbeitet, entfällt
nicht nur der sonst dafür nötige Aufwand an teuerem Material, sondern auch das Auf- und Entladen der
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_ 4 - VPA 83 P 6 O t 7 DE
Schiffchen, sowie ihr Aufheizen und Abkühlen.
Der Wegfall der Transportschiffchen und die einlagige An-Ordnung
der Grünlinge ermöglicht es ferner, eine Muffel mit wesentlich geringerer Bauhöhe zu verwenden, was einen
entsprechend niedrigen Material- und Energieaufwand bedeutet.
Als Konsequenz der geringen Höhe der Muffel ist auch der freie Querschnitt zwischen den einzelnen Grünlingen
entsprechend klein, sodaß sich die Gasatmosphäre in der Muffel - auch abschnittsweise - sehr genau einstellen
und konstant halten läßt. Hierzu kann wenigstens ein Teil der Tragstäbe als hohle Tragrohre ausgebildet
sein, die an unterschiedlichen Stellen ihrer Länge je eine Durchtrittsöffnung aufweisen: Auf diesem Wege kann
'5 dann die Gaszusammensetzung an verschiedenen Orten in der Muffel gemessen und/oder - durch Einblasen eines Gases geändert
werden. Ferner lassen sich in den Tragrohren Temperaturfühler verschiebbar anordnen, sodaß auch das
Temperaturprofil in der Muffel in einfacher Weise gemessen werden kann.
Die Erfindung ist besonders geeignet zum Niedrigtemperatur -Kurzzeit-Sintern nach DE-C 28 55 166, wobei es jetzt
möglich ist, mit einer Sintertemperatur von 1300° C zu arbeiten. Die Erfindung ermöglicht dabei eine besonders
einfache und wirksame Bauform einer Gasschleuse zur Trennung der Sinterzone von der Reduktionszone. Das optimale
Längenverhältnis dieser Zonen zueinander bei gegebener Länge der Muffel läßt sich dabei einfach durch Verschieben
der Gasschleuse einstellen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren
näher erläutert; es zeigen
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- 5 - VPA 83 P 6 O 1 7 DE' ·
FIG 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Sinterofen,
wobei Heizeinrichtungen weggelassen sind,
FIG 2 eine Ansicht des Sinterofens in Richtung des Pfeiles R in FIG 1, wobei das Abschlußstück weggelassen
ist,
FIG 3 eine perspektivische Ansicht der Muffel in Richtung des Pfeiles III in FIG 1, in vergrößerter
Darstellung ohne Abschlußstück und
FIG 4 einen perspektivischen Längsschnitt durch die Gasschleuse in vergrößerter Darstellung.
Der Tunnelofen 1 ist von einer Muffel 10 aus AL-O, mit im
wesentlichen rechteckigem Querschnitt durchsetzt, die beidseitig aus dem Tunnelofen herausragt und dort von
zwei Abschlußstücken 112, 113 abgedeckt ist. In der Muffel 10 sind im Abstand voneinander Trennwände 11 aus temperaturbeständigem
Material (AL2O,) und entsprechende
Trennwände 11.1 und 11.2 in den Abschlußstücken 112, 113 angeordnet; diese Trennwände haben eine ebenfalls etwa
rechteckige Durchtrittsöffnung 110 (FIG 3, 4), auf deren Unterkante, nebeneinander und parallel/gerade Tragrohre
12 - ebenfalls aus AL-O, - gelagert sind, die stationär etwas aus der Muffel 10 und ihren Abschlußstücken 112,
113 herausragen: Damit ist der Anschluß an Beschickungs- bzw. Kühl einrichtungen einfach möglich.
Zwischen je zwei Tragrohren 12 ist eine einlagige Säule aus aneinanderstoßenden Grünlingen 3 gelagert; diese Säulen
werden gleichzeitig durch eine nicht dargestellte Be- · schickungsvorrichtung in Richtung des Pfeiles R in FIG 1
stetig durch die Muffel gedrückt. Wegen der glatten Oberflächen
der Grünlinge und der Tragschienen ist die dazu notwendige Druckkraft selbst bei einem Ofen von 3 m Länge
mit 1,5 Kp recht klein. Bei Öfen größerer Länge kann die erforderliche Druckkraft durch eine entsprechende Neigung
der Muffel und der Tragschienen reduziert werden.
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- 6 - VPA 83 P 6 O f 7 DE
Auf jeden Fall läßt sich der Druck so niedrig halten, daß
die Grünlinge, die sich ja stirnseitig nur in einer Kreisringfläche berühren, weder zusammenbacken noch zerdrückt
werden.
Die Durchtrittsöffnung 110 (FIG 3, 4) in den Trennwänden
11 ist so geformt und bemessen, daß der kleinste Abstand zwischen einem auf den Tragstäben gelagerten Grünling und
den jeweils benachbarten Kanten 111 der Durchtrittsöffnung
kleiner als das Ein- bis Zweifache des Durchmessers eines Grünlings 3 ist: Damit ist der für eine Gasströmung
freie Querschnitt außerordentlich gering.
In der Muffel 10 ist eine Gasschleuse 2 - vergrößert in
FIG 4 dargestellt - angeordnet, die die Huffei in eine Sinterz^ne 103 und eine Reduktionszone 105 teilt. Sie
weist hierzu ?.wei in geringem Abstand voneinander angeordnete Trennwände 11 auf, die zwischen sich eine Entkopplungszone
104 einschließen, die von oben nach unten von einem Spülgas - z,B* Stickstoff - durchströmt ist. Hierzu
ist in ihrem oberen Bereich ein Verteilerrohr 24 mit 2inblasöffnungen 241 quer zur Muffel achse angeordnet und an
ein Zuführungsrohr 242 angeschlossen. Unterhalb der Tragrohre
12 sind zwei Abgassammler 26 mit Absaugöffnungen 261 - ebenfalls quer zur Muffel - angeordnet und an ein
Absaugrohr 262 angeschlossen: Das durch das Verteilerrohr 24 in die Entkopplungszone 104 eingeblasene Spülgas wird
somit von den Abgassammlern 26 wieder abgesaugt, wie dies
durch die Strömungspfeile angedeutet ist. Dabei wird eventuell
aus der Reduktionszone 105 oder aus der Oxidationszone 103 in die Entkopplungszone eintretendes Gas mitgerissen,
so daß Sinter- und Reduktionszone praktisch vollständig entkoppelt sind.
Auf der Außenseite der der Eintrittsöffnung 101 der Muffel 10 zugewandten Trennwand 11 der Gasschleuse sind
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"7 - VPA 83 P 6 0&Iacgr;7 0&Egr;
oberhalb und unterhalb der Tragrohre 12 Verteilerrohre
23, 23.1 mit Einblasöffnungen 231 angeordnet, die an Zuführungsrohre
232, 232.1 angeschlossen sind, über die ein oxidierendes Gas, z.B. CO-,, zugeführt wird. Dieses Gas
wird durch die Einblasöffnungen 231 schräg gegen die Eintrittsöffnung
101 der Muffel in diese eingeblasen und über das Abschlußstück 112 abgesaugt. Das Gas strömt somit
entgegen der Vorschubrichtung R der Grünlinge durch die Durchtrittsöffnungen 110 der Trennwände 11, sodaß
keine unerwünschten Luftbestandteile durch die Eint.ittsöffnung 101 bis zu der eigentlichen Sinterzone vor der
Gasschleuse 2 vordringen können; gegebenenfalls sind entsprechend
viele Trennwände in kleinerem Abstand voneinander in der Muffel anzuordnen.
Auf der der Austrittsöffnuncr 102 der Muffel zugewandten
Seite der Trennwand 11 der Gasschleuse 2 sind oberhalb .
und unterhalb der Tragrohre 12 Verteilerrohre 25, 25.1 mit Einblasöffnungen 251 angeordnet, die an Zuführungsrohre
252, 252.1 angeschlossen sind, über die ein reduzierend
wirkendes Gasgemisch, z.B. 20 % Wasserstoff und 80 % Stickstoff, zugeführt wird. Dieses Gas wird - wie
die Strömungspfeile zeigen - gegen die Austrittsöffnung
102 in die Muffel eingeblasen und über das Abschlußs i:ück
113 abgesaugt.
Die Zuführungsrohre für die verschiedenen Gase und das
Absaugrohr 262 sind in den Trennwänden 11 gehaltert und innerhalb der Muffel bis zu den Abschlußstück 113 geführt:
Auf diese Weise werden die Gase bei ihrer Zuführung
in der Muffel 10 aufgeheizt.
Die beiden Trennwände 11 der Gasschleuse sind durch Zuführungs-
und Absaugrohre mechanisch miteinander verbunden und verschiebbar in der Muffel 10 angeordnet: Die
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- 8 - VPA 83 P 6 O 1 7 DE
Lage der Gasschleuse 2 innerhalb der Nuffel und damit das
Verhältnis der Längen der Sinterzone 103 zur Reduktionszone 105 ist auf diese Weise einfach veränderbar und den
jeweiligen Prozeßparametern anpaßbar.
VPA 83 P fi 0 1 7 DE
Tragstab, Tragrohr 15
1 | 11 .1 | Tunnelofen |
10 | Muffel | |
101 | Eintritts öffnung | |
102 | , 113 | Austritts öffnung |
103 | Sinterzone | |
104 | Entkopplungszone | |
105 | Reduktionszone | |
11, | 23.1 | , 11.2 Trennwände |
110 | Durchtrittsöffnung | |
111 | 25.1 | Kante |
112 | Abschlußstück | |
12 | Führungseinrichtung | |
121 | Durchtrittsöffnung | |
2 | Gasschleuse | |
23, | Verteilerrohre | |
24 | , 232 | Verteilerrohr |
25, | Verteilerrohre | |
26 | , 252 | Gassamraler |
231 | Einblasöffnungen | |
241 | Il | |
2.51 | Il | |
261 | Absaugöffnungen | |
232 | .1 Zuführungsrohre | |
242 | Zuführungsrohr | |
252 | .1 Zuführungsrohre | |
262 | Absaugrohr | |
3 | Grünling | |
Claims (1)
1. Tunnelofen mit einer Muffel , dadurch gekennzeichnet , daß in der Muffel (10) im
Abstand voneinander mindestens zwei Trennwände (11) mit je einer Durchtrittsöffnung (110) angeordnet sind, daß
die die Muffel (10) durchsetzende Führungseinrichtung fur &eegr; Säulen von Grünlingen (3) n+1 prismatische Tragstäbe (12) sind, die parallel nebeneinander auf der
Unterkante der Durchtrittsöffnung (110) der Trennwände (II) gelagert sind, und daß die Abmessungen der Durchtrittsöffnungen (110) so bemessen sind, daß der kleinste
Abstand zwischen einem zwischen zwei Tragstäben (12) gelagerten Grünling (3) und benachbarten Kanten (111)
der Durchtrittsöffnung (110) kleiner als das Ein- bis Zweifache des Durchmessers eines Grünlings (3) ist.
Wl 2 Sz / 06.05.1986
· &kgr; &eegr; iiri ,1 11
- 10 -
VpA 830 60 17 DE
\. Tunnelofen nach Anspruch -J, dadurch gekennzeichnet
, daß wenigstens ein Teil der Tragstäbe als hohle Tragrohre (12) ausgebildet ist.
3· Tunnelofen nach Anspruch %, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Teil der Tragrohre (12) eine Durchtrittsöffnung (121) zum Zuführen
oder Absaugen von Gas aufweist.
H. Tunnelofen nach Anspruch J/ dadurch g e kennzeichnet,
daß die Durchtrittsöffnung (121) in den einzelnen Tragrohren unterschiedlichen
Abstand von der Eintritts öffnung (101) der Muffel (10)
haben.
JT. Tunnelofen nach Anspruch %, dadurch ge,-kennzeichnet
, daß in einem der Tragrohre (12) ein Temperaturfühler verschiebbar angeordnet ist.
6* Tunnelofen nach einem der Ansprüche &Lgr; bis "&zgr; mit einer
Sinterzone (103) mit oxidierendem Gas, einer Reduktionszone (105) mit einem reduzierendem Gas und einer dazwischen
angeordneten Gasschleuse (2), die dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei Trennwände (11) zwischen sich eine
Kntkopplungszone (104) einschließen, die quer zur Längsachse
der Muffel (10) von einem Spülgas durchströmt wird, daß auf der Außenseite der der Eintrittsöffnung (101) der
Muffel (10) zugewandten Trennwand (11) Verteilerrohre (23, 23.1) für das oxidierende Gas angeordnet sind, das
durch Einblasöffnungen (231) gegen die Eintrittsöffnung (101) in die Muffel eingeblasen und in der Umgebung der
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- 11 - VPA 83 &bgr; 6 0 I 7 DE
Eintritts öffnung abgesaugt wird, und daß auf der Außenseite
der der Austrittsöffnung (102) der Muffel (10) zugewandten
Trennwand Verteilerrohre (25, 25.1) für das reduzierende
Gas angeordnet sind, das durch Einblasöffnungen (251) gegen die Austrittsöffnung (102) der Muffel (10)
eingeblasen und in der Umgebung der Austrittsöffnung abgesaugt
wird.
^. Tunnelofen nach Anspruch <o, dadurch g e kennzeichnet,
daß die Verteilerrohre (23 bis 25) an Zuführungsrohre (232 bis 252) für die Gase angeschlossen
sind, die innerhalb der Muffel (10) verlaufen und durch die Trennwände (11) gehaltert sind.
£. Tunnelofen nach Anspruch 6 &ogr; dar H', dadurch
gekennzeichnet , daß die Gasschleuse (2) in der Muffel (10) verschiebbar angeordnet ist.
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---|---|---|---|
DE8308852U DE8308852U1 (de) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | Tunnelofen zum Sintern von Grünlingen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8308852U DE8308852U1 (de) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | Tunnelofen zum Sintern von Grünlingen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE8308852U1 true DE8308852U1 (de) | 1986-11-20 |
Family
ID=6751587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE8308852U Expired DE8308852U1 (de) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | Tunnelofen zum Sintern von Grünlingen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8308852U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19635748A1 (de) * | 1996-09-03 | 1998-03-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Keramische und insbesondere piezoelektrische Mono- oder Multifilamentfasern und Verfahren zu deren Herstellung |
-
1983
- 1983-03-24 DE DE8308852U patent/DE8308852U1/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19635748A1 (de) * | 1996-09-03 | 1998-03-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Keramische und insbesondere piezoelektrische Mono- oder Multifilamentfasern und Verfahren zu deren Herstellung |
US5945029A (en) * | 1996-09-03 | 1999-08-31 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Ceramic monofilament or multifilament fiber and processes for their production and use |
DE19635748C2 (de) * | 1996-09-03 | 2000-07-06 | Fraunhofer Ges Forschung | Keramische und insbesondere piezoelektrische Mono- oder Multifilamentfasern und Verfahren zu deren Herstellung |
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