DE1296748B - Herstellung von Straengen aus Urankarbid - Google Patents

Herstellung von Straengen aus Urankarbid

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DE1296748B DEC32526A DEC0032526A DE1296748B DE 1296748 B DE1296748 B DE 1296748B DE C32526 A DEC32526 A DE C32526A DE C0032526 A DEC0032526 A DE C0032526A DE 1296748 B DE1296748 B DE 1296748B
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Description

1 2
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Strän- tung selbst nur bedeutend geringere Temperaturen gen aus Urankarbid. auszuhalten braucht und daher viel einfacher zu
Es ist bereits bekannt, Urankarbid enthaltende gestalten und betriebssicherer zu fahren ist. Stangen durch Schmelzen herzustellen, wobei man Demgemäß besteht bei Anwendung eines mit Elek-
als Wärmequelle einen Lichtbogen benutzte und das 5 tronenstrahlenbündeln als Heizelement dienendes Gießen in einer gekühlten Wanne erfolgte. Der Stranggießverfahrens mit kornförmiger Materialzu-Hauptnachteil einer derartigen Arbeitsweise besteht gäbe zur Herstellung von Strängen aus Urankarbid darin, daß bei der Abkühlung der geschmolzenen die Erfindung darin, daß das in eine Strangkokille Masse in der Wanne sich ein sehr erhebliches Tem- aufgegebene Urankarbid nur im Innenteil des Formperaturgefälle ergibt, durch das in dem fertigen Pro- io hohlraumes derart erhitzt wird, daß zwischen dem dukt Spannungen verbleiben. Diese wirken sich bei sich bildenden Strang und der Kokillenwand ein kleineren Formteilen in einem hohen Maße von ringförmiger Mantel nicht geschmolzener Körner in Zerbrechlichkeit, bei größeren Teilen in der Bildung einer Stärke von 2 bis 4 mm verbleibt, von Rissen und Bruchstellen aus. Im übrigen Die so abgezogenen Stränge werden, wie dies
arbeiten diese Herstellungsverfahren im allgemeinen 15 bereits vorgeschlagen wurde, nach dem Verlassen diskontinuierlich. Dadurch ergeben sich hohe Ge- des Schmelztiegels und entsprechender Kühlung stehungskosten. Auch fördert das allmähliche Er- einem Schleif- oder anderen Bearbeitungsvorgang starren in der Wanne die Entmischung, d. h. die unterworfen, um die aus nicht geschmolzenen Körnern Zusammensetzung des fertigen Körpers ist in den gebildete Schutzschicht zu entfernen, einzelnen Teilen des Volumens verschieden. Das 20 Bei der neuen Strangherstellung nimmt der aus fertige Produkt hat eine gewisse Heterogenität. nicht geschmolzenen Körnern bestehende Schutz-
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von mantel das Temperaturgefälle zwischen dem gekühl-Strängen aus schwerschmelzbaren metallischen oder ten Schmelztiegel und dem Schmelzbad auf, es wernicht metallischen Stoffen beschrieben, bei dem der den also die bei der Abkühlung auftretenden Wärmepulverisierte Stoff in einem gekühlten Bett gelagert 25 spannungen ausgeschaltet. Man erhält Gußstücke mit und über die Oberfläche des Stoffes ein gebündelter besseren mechanischen Werten. Auch lassen sich bei Gasstrahl so hoher Wärmewirkung geführt werden der neuen Strangherstellung von Urankarbid sehr sollte, daß entlang dem Führungsweg des Gasstrahls reine Stoffe mit genau vorbestimmter Zusammensetüber den Stoff ein geschmolzener, in dem nicht zung herstellen, wobei man den Kohlenstoffgehalt auf geschmolzenen Teil des pulverisierten Stoffes liegen- 30 0,1 °/o genau festlegen kann, der Strang entsteht; dieser soll nach Erstarren und Was die Korngröße der zu verarbeitenden Stoffe
Abkühlen durch eine Richtmaschine geführt und angeht, so ist diese einerseits der Stärke des ringdabei sollen die anhängenden und angesinterten förmigen, durch die nicht geschmolzene Substanz Metallpulverteile beseitigt werden. gebildeten Mantels anzupassen, die Korngröße darf
Bei einem solchen Verfahren muß eine im Ver- 35 daher nicht über 4 mm liegen; andererseits ist der hältnis zu dem gewonnenen Metallstab große Menge Gefahr zu begegnen, daß die Teilchen während des an Metallpulver in eine Form gefüllt und diese über- Schmelzvorganges durch den Strom des Gases fortdies mit einer Transportvorrichtung versehen werden. gerissen werden, das sich bei der Reaktion des an
Demgegenüber ist es das Ziel der vorliegenden dem eingebrachten Rohstoff haftenden Sauerstoffes Erfindung, Stränge aus Urankarbid in einem weniger 40 und des darin enthaltenden Kohlenstoffes bildet. Die aufwendigen, kontinuierlichen Verfahren herzustel- Teilchengröße sollte daher nicht unter 1 mm liegen, len, und zwar unter Anwendung eines Stranggieß- Ein bevorzugter Korngrößenbereich liegt zwischen Verfahrens mit Benutzung eines Elektronenstrahl- 2 und 4 mm. bündeis als Heizelement. Auf der Zeichnung ist ein Vertikalschnitt durch
Mit einer sogenannten Elektronenkanone bei seit- 45 einen Schmelztiegel mit Elektronenkanonen wiederlicher Materialzufuhr und axialer Einwirkung des gegeben, der gleichzeitig als Stranggießkokille für Elektronenstrahlbündels zylindrische Schmelzblöcke die Erzeugung von Strängen aus Uranmonokarbid zu erzeugen, ist an sich bekannt. Es wurde auch ausgebildet ist.
erkannt, daß ein Fokussieren der Elektronen auf das Die Stranggießkokille 1 hat einen oberen, als
zu schmelzende Gut durch die aus der Schmelze ent- 50 Schmelztiegel dienenden Teil 2, der sich kegelförmig weichenden Dämpfe erleichtert und damit der Ge- erweitert und an dem sich der formgebende Teil 3 fahr des übermäßigen Erhitzens der Gußform und anschließt. Dieser Teil 3 ist von einem Hohlraum 4 der anderen Teile der Vorrichtung durch die Elek- _. umgeben, durch den eine Kühlflüssigkeit geleitet ist. tronen vorgebeugt wird. Im oberen Teil findet ein Schmelzen des zugeführten
Jedoch bereitet die hinreichende Kühlung der 55 Kornes statt. Am unteren Ende wird kontinuierlich Gußform beim Strangguß konstruktive und verfah- ein Gußstück in Form eines zylindrischen Barrens 5 renstechnische Schwierigkeiten, die zu umgehen ein herausgezogen, und zwar mittels eines beweglichen, weiteres Ziel der Erfindung ist. nicht dargestellten Kopfes, der anfangs den Boden
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Stranggießkokille bildet.
man wegen der geringen Wärmeleitfähigkeit des zu 60 Mit 7 sind die Körner von Urankarbid bezeichnet, verarbeitenden, noch nicht geschmolzenen Uran- die über einen Zuteiler 8 und eine Rutsche 9 dem karbids darauf verzichten kann, einen so großen Schmelztiegel zugeführt werden. Anteil der beim Strangguß entstehenden Wärme Das Elektronen-Bombardement erfolgt über eine
durch den die Gußform umgebenden Kühlmantel mit 10 bezeichnete Einrichtung. Die Richtung des abzuziehen, indem eine verhältnismäßig dünne Schicht 65 Elektronenbündels 11 liegt vorzugsweise in der senkungeschmolzener Körner, die den geschmolzenen rechten Achse des Schmelztiegels. Um die Fläche, Strang umgibt, ein derart hohes Wärmegefälle in über die das Bündel auf das Schmelzbad einwirkt, radialer Richtung aufnimmt, daß die Kühlvorrich- richtig zu bemessen, ist der Öffnungsquerschnitts
dieses Bündels kleiner als der Querschnitt S der öffnung des Schmelztiegels.
Das Gerät zum Elektronen-Bombardement, der Kornzuteiler und die Stranggießkokille sind in einem Behälter eingebaut, der mit Argon gefüllt ist und unter einem hohen Vakuum steht.
Bei der praktischen Ausführungsform hatte die Stranggießkokille einen Durchmesser D von 30 mm, der Mantel hatte eine Stärke e von 2 bis 4 mm; mit d ist der Durchmesser des austretenden Stranges bezeichnet.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Anwendung eines mit Elektronenstrahlenbündeln als Heizelement dienenden Stranggießverfahrens mit kornförmiger Materialzugabe zur Herstellung von Strängen aus Urankarbid, dadurch gekennzeichnet, daß das in eine Strangkokille aufgegebene Urankarbid nur im Innenteil des Formhohlraumes derart erhitzt wird, daß zwischen dem sich bildenden Strang und der Kokillenwand ein ringförmiger Mantel nicht geschmolzener Körner in einer Stärke von 2 bis 4 mm verbleibt.
2. Herstellung von Strängen aus Urankarbid nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Körnern in einer Größe zwischen 2 und 4 mm.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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