DE102005027216A1

DE102005027216A1 - Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern mit verbesserten Strömungsbedingungen

Info

Publication number: DE102005027216A1
Application number: DE102005027216A
Authority: DE
Inventors: Martin Blömacher; Johan Herman Hendrik Ter Maat; Hans Dr. Wohlfromm; Tsung-Chieh Dr. Cheng; Franz-Dieter Dr. Martischius; Arnd Thom
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2006-12-21
Also published as: EA200702657A1; MX2007015634A; BRPI0612135A2; CN101198427B; TW200719991A; CN101198427A; KR20080032092A; EP1899095A2; US8235710B2; WO2006134054A3; US20080199822A1; JP2009501842A; WO2006134054A2

Abstract

Die Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern von durch Pulver-Spritzgussverfahren hergestellte, metallische und/oder keramische Formkörper, weist einen Entbinderungsofen, den die Formkörper in einer Transportrichtung durchlaufen, wobei sie auf eine geeignete Prozesstemperatur gebracht werden, eine Fördereinrichtung für das Einleiten eines für die Entbinderung erforderlichen Prozessgases, welches einen Reaktionspartner beinhaltet, mindestens eine Einrichtung zum Einleiten eines Schutzgases in einen Reaktionsraum des Entbinderungsofens und eine Fackel, um die bei der Entbinderung anfallenden gasförmigen Reaktionsprodukte zu verbrennen, auf, wobei eine oder mehrere Einrichtungen vorhanden sind, die zu einer gezielt quer zur Transportrichtung gerichteten Strömung des Prozessgases in der Vorrichtung führen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum katalytischen Entbindern von durch ein Pulver-Spritzgussverfahren oder PIM (Powder Injection Molding) hergestellte, metallische und/oder keramische Formkörper, bei denen als Hilfsmittel zur Formgebung ein Kunststoff eingesetzt wird. Meist ist dies ein Polyoxymethylen (POM), das katalytisch nach der Formgebung in einem Entbinderungsschritt herausgelöst wird, ohne dass die Formkörper selbst ihre Form verändern. Bei einem katalytischen Entbindern der so genannten grünen Formteile bzw. Grünlinge wird unter Mitwirkung eines Reaktionspartners, z.B. Salpetersäure in einem Trägergas, und unter geeigneten Prozessbedingungen, insbesondere hinsichtlich Temperatur, der verwendete Kunststoff in niedrigmolekulare, in gasförmigem Zustand vorliegende Bestandteile zerlegt und diese durch Abfackeln in umweltverträgliche Verbindungen umgewandelt.
Der Entbinderungsschritt ist einem Sinterschritt vorgeschaltet und beeinflusst somit, insbesondere bei einer kontinuierlichen Prozessführung, den Durchsatz und die Qualität, die für die Formkörper entsprechend ihres Bestimmungszweckes nach dem Sinterschritt erforderlich sind. Um eine quantitative Entfernung des Kunststoffs aus den Formkörpern sicher zu stellen, werden im Allgemeinen die ermittelten Entbinderungsbedingungen wesentlich länger aufrechterhalten als dies an sich erforderlich wäre. Dadurch steigen die Betriebskosten erheblich, die unter anderem bedingt sind durch einen hohen Verbrauch an Prozessgas, wobei das Prozessgas im Wesentlichen Reaktionspartner und Träger- bzw. Schutzgas enthält.
Eine katalytische Entbinderung findet in Ofenanlagen statt, in denen die Grünlinge in einer gasförmigen, säurehaltigen Atmosphäre über einen Zeitraum einer geeigneten Temperatur ausgesetzt werden. Die Konstruktion und die Materialien des Ofens müssen gewährleisten, dass die Temperatur in dem Ofenvolumen konstant ist, und eine gute Wärmeübertragung auf die zu entbindernden Körper erreicht wird. Insbesondere sind kalte Stellen im Inneren der Ofenanlage zu vermeiden, um das Auskondensieren von Zersetzungsprodukten zu verhindern. Bei Batch-Öfen sind aus dem Stand der Technik Einbauten bzw. Umwälzelemente bekannt, die für eine gleichmäßige Verteilung und Verwirbelung des Prozessgases im Reaktionsraum sorgen, so dass sämtliche grüne Formkörper gleichen Reaktionsbedingungen unterliegen.
Es hat sich bei herkömmlichen kontinuierlichen Ofenanlagen gezeigt, dass ein beträchtlicher Teil des Prozessgases als Kurzschlussstrom ungenutzt an den in einer Charge befindlichen Formkörpern vorbei in einen Abgaskamin strömt. Auch ein Abzug des Prozessgases in Nähe des Abgaskamins und Rückführung desselben in den Gaseintritt führt nicht zu einer nennenswerten Verbesserung der Ausnutzung des eingebrachten Prozessgases.
Ebenfalls bekannt ist ein zusätzliches Einleiten eines Schutzgasstroms am Ende der Ofenanlage, um eine verbesserte Verwirbelung des Prozessgases im Inneren desselben zu erzielen. Allerdings führt der eingebrachte, kalte Schutzgasstrom zu einer derartigen Abkühlung in Bereichen der Ofenanlage, dass es zum unerwünschten Auskondensieren von Prozessstoffen kommen kann.

Aus JP-A 06/122903 ist ein Verfahren zum Entbindern von metallischen Formkörpern unter Vakuum bekannt. Hierbei werden in einem Ofen die Formkörper bei einer bestimmten Temperatur vorgewärmt. Eine Gasströmung wird von der Ofenwand ins Innere hin zu den Formkörpern erzeugt, während gleichzeitig der herrschende Druck schrittweise reduziert wird, und die Temperatur konstant bleibt oder graduell ansteigt. Durch geeignete Wahl der Vorheizbedingungen, der Gasströmung und des veränderlichen Ofendrucks wird Einfluss auf die Zykluszeiten beim Entfernen des Bindemittels und auf das Sintern genommen. Durch Abzug des Gases aus der Umgebung der Formkörper, d.h. im Wesentlichen aus der Mitte des Ofeninnenraums, wird eine Druckdifferenz zwischen Ofenwand und Umgebung der Formkörper und somit eine radial nach innen gerichtete Strömung erzeugt. Diese Strömung verhindert ein Auskondensieren oder Ausfallen des Binders an der thermischen Isolation und der Ofenwand, welche Einfluss auf das Vakuum nehmen.

Bei einem kontinuierlichen katalytischen Entbindern ist die Strömungsführung des Prozessgases in einer geeigneten Vorrichtung von besonderer Bedeutung für die Effizienz und Qualität des Entbinderungsschritts. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern bereitzustellen, bei der in einem Entbinderungsofen verbesserte Strömungsbedingungen herrschen. Vor allem sollen eine maximale Ausnutzung des Prozessgases, ein minimaler Kurzschlussstrom und somit eine homogene Prozessatmosphäre in dem Entbinderungsofen erreicht werden, wobei gleichzeitig ein Auskondensieren verhindert wird. Dadurch würden eine sichere Prozessführung und ein wesentlich höherer Durchsatz des Entbinderungsofens möglich.

Die Lösung der Aufgabe geht aus von einer Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern von durch Pulver-Spritzgussverfahren hergestellte, metallische und/oder keramische Formkörper, aufweisend einen Entbinderungsofen, den die Formkörper in einer Transportrichtung durchlaufen, wobei sie auf eine geeignete Pro zesstemperatur gebracht werden, eine Fördereinrichtung für das Einleiten eines für die Entbinderung erforderlichen Prozessgases, welches einen Reaktionspartner beinhaltet, mindestens eine Einrichtung zum Einleiten eines Schutzgases in einen Reaktionsraum des Entbinderungsofens und eine Fackel, um die bei der Entbinderung anfallenden gasförmigen Reaktionsprodukte zu verbrennen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dann dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Einrichtungen vorhanden sind, die zu einer gezielt quer zur Transportrichtung gerichteten Strömung des Prozessgases in der Vorrichtung führen.

Die Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern weist einen Entbinderungsofen auf, durch welchen die zu entbindernden Formkörper, beispielsweise verteilt auf Transportkästen, entsprechend einer geeigneten Verweilzeit transportiert werden.

Die Transportkästen können derart gestaltet sein, dass eine gleichmäßige Umströmung der zu entbindernden Formkörper begünstigt wird. Hierfür ist es zweckmäßig, dass ein Transportkasten einen gasdurchlässigen Boden und gasdurchlässige Seitenwände aufweist. Somit werden eine vertikale Durchströmung des Prozessgases und eine angestrebte Queranströmung erzielt.

Eine vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern basiert auf der Funktionsweise eines Stossofens, bei dem, durch das Fehlen von Einrichtungen zum Transport von bestückten Transportkästen, ein enger Tunnelquerschnitt realisiert werden kann. Somit kann eine deutliche Verbesserung der Ausnutzung des Prozessgases erreicht werden.

Im Allgemeinen fördert in einer Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern ein Transportband, entsprechend der einzustellenden Verweilzeit, die mit den zu entbindernden Formkörpern bestückten Transportkästen durch den Entbinderungsofen. Hierbei ist bekannt, dass eine Hin- und Rückführung des Transportbandes durch ein perforiertes Blech voneinander getrennt sind. Erfindungsgemäß wird das perforierte Blech teilweise oder über die gesamte Länge des Transportbandes durch ein geschlossenes Blech ersetzt. Somit wird ein nach unten, in den Bereich der Transportbandrückführung gerichteter Kurzschlussstrom des Prozessgases minimiert, welcher überwiegend im Bereich des Prozessgaseintritts in Erscheinung tritt.

Vorteilhaft verringern Leitbleche, welche sowohl in einem oberen Bereich des Entbinderungsofens als auch im Bereich einer Transportbandförderung erfindungsgemäß vorgesehen sind, den Kurzschlussstrom des ungenutzten Prozessgases durch eine Reduzierung des freien Strömungsquerschnitts. Darüber hinaus definieren sie einen weitgehend vertikal zur Transportrichtung gerichteten Strömungsweg des Prozessga ses, und verbessern somit das Umströmen der zu entbindernden Formkörpern. Leitbleche, welche in dem unteren Bereich des Entbinderungsofens, in dem das Transportband läuft, vorgesehen sind, erzwingen eine vertikal nach oben gerichtete Strömung des Prozessgases durch die Transportkästen hindurch und tragen somit zu einer homogenen Prozessatmosphäre bei.

Leitbleche, welche in dem oberen Bereich des Entbinderungsofens vorgesehen sind, können erfindungsgemäß an der Decke des Entbinderungsofens angeordnet sein. Bevorzugt ist eine Anordnung der Leitbleche auf der obersten Lage der mit Formkörpern bestückten Transportkästen, da so die Flöhe der auf den Transportkästen lagernden, zu entbindernden Formkörpercharge variiert werden kann.

Ergänzend kann zwischen zwei in Transportrichtung aufeinander folgenden Transportkästen eine perforierte Trennung vorgesehen sein, damit die Verweilzeit des Prozessgases pro Charge weiter erhöht wird.

Erfindungsgemäß können in der Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern eine oder mehrere entlang des Entbinderungsofens gleichmäßig verteilte Umwälzeinrichtungen, beispielsweise in Form von Ventilatoren, angeordnet sein. Durch die erfindungsgemäßen Umwälzeinrichtungen, die entweder nur an einer Seitenwand des Entbinderungsofens oder bevorzugt im Wechsel an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden angeordnet sind, erfolgt eine Verwirbelung des Prozessgases und dadurch eine homogene Durchmischung des Innenraums der kontinuierlichen Vorrichtung. Gleichzeitig wird eine effizienzsteigernde erfindungsgemäße Queranströmung des Prozessgases, bezogen auf die zu entbindernden Formkörper, erreicht.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht eine oder mehrere Einleitungsstellen des Prozessgases in den Entbinderungsofen vor. Insbesondere sind mehrere gleichmäßig verteilte Einleitungsstellen vorteilhaft, da auf diese Weise eine zusätzliche Durchmischung des Innenraumes erreicht wird. So führt ein Einbringen des Prozessgases an mehreren Stellen von oben in den Entbinderungsofen, bevorzugt mit hoher Geschwindigkeit, zu einer günstigen vertikalen Strömung.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern strebt eine weitgehend quer zur Transportrichtung gerichtete Strömung der auf Transportkästen lagernden Formkörper an. Hierfür wird das zum Entbindern erforderliche Prozessgas über eine oder bevorzugt über mehrere seitlich angeordnete Einleitungsstellen ins Innere des Entbinderungsofens eingebracht. Diese seitlichen Einleitungsstellen können über die gesamte Länge des Entbinderungsofens gleichmäßig verteilt sein oder auch nur an einem Abschnitt desselben vorgesehen sein. Hierbei sind Einleitungsstellen an einer Seite des Entbinderungsofens und bevorzugt an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit im Wechsel angeordneten Einleitungsstellen denkbar. Die Einleitungsstellen können als Schlitze, als Bohrungen oder als Düsen ausgebildet sein. Das somit seitlich eingeleitete Prozessgas durchströmt die Transportkästen und damit die zu entbindernden Formkörper weitgehend quer zu der Transportrichtung.

Eine solche Queranströmung der Formkörper, welche durch die seitlichen Einleitungsstellen des Prozessgases erreicht wird, kann durch einseitig oder beidseitig angeordnete Umwälzeinrichtungen ergänzt werden.

Vorzugsweise können ein Abziehen des Prozessgases am Ende des Ofens und eine Rückführung desselben in die Zuführung, die zu den seitlichen Einleitungsstellen Prozessgases führt, eingesetzt werden. Somit wird erreicht, dass nicht nur der ungenutzte Kurzschlussstrom gespeist wird, sondern durch die Queranströmung der Formkörper eine effiziente Ausnutzung des Prozessgases erzielt wird.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern Einrichtungen, um das Prozessgas vor seinem Eintritt in den Ofen zu erwärmen, womit eine verbesserte Ausnutzung des Prozessgases erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern kann universell für alle Prozesse angewandt werden, bei denen ein Entbindern und/oder ein Abreagieren von Stoffen an der Oberfläche eines Grundkörpers stattfinden, und bei denen eine gelenkte Strömung zur optimierten Ausnutzung der eingesetzten Prozessstoffe erreicht werden soll.

Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe ist auch ein Verfahren zum katalytischen Entbindern von durch Pulver-Spritzgussverfahren hergestellte, metallische und/oder keramische Formkörper, wobei die Formkörper durch einen Entbinderungsofen entsprechend einer vorgegebenen Verweilzeit transportiert werden, während sie auf eine Prozesstemperatur im Bereich von 100°C bis 150°C gebracht werden und das eingebrachte Prozessgas, welches einen Reaktionspartner in einem Trägergasstrom enthält, vor der Einleitung auf eine entsprechende Temperatur gebracht wird.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Hierbei zeigt die Figur die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Darstellung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern 10 umfasst einen kontinuierlichen Entbinderungsofen 12, welcher vorzugsweise aus einem rostfreien Stahl gefertigt ist. Die Vorrichtung zum Entbindern 10 ist dafür vorgesehen, in einem Pulver-Spritzgussverfahren hergestellte keramische und/oder metallische Formkörper katalytisch zu entbindern. Dies bedeutet, dass eine aus einem polymeren Kunststoff bestehende Matrix, die die Herstellung der Formkörper in ihrer gewünschten Gestaltung ermöglicht hat, quantitativ daraus entfernt werden soll, ohne dass die Gestaltung der Formkörper sich dabei verändert. Das bevorzugte Stoffsystem basiert auf Polyoxymethylen (POM) als Matrixmaterial.
Die Entbinderung in dem kontinuierlichen Entbinderungsofen 12 erfolgt in einem Reaktionsraum 14. In der Figur nicht dargestellte, vorzugsweise elektrische Heizelemente gewährleisten eine homogene Einstellung der Reaktionstemperatur in dem Reaktionsraum 14, die bevorzugt zwischen 110°C bis 140°C liegt. Aufgrund einer komplexen Zusammensetzung des Bindersystems ist eine sorgfältige Temperatureinstellung notwendig.
Als Reaktionspartner in dem Reaktionsraum 14 wird eine gasförmige, säurehaltige Komponente, z.B. hier eine hochkonzentrierte Salpetersäure in einem Trägergasstrom z.B. Stickstoff eingesetzt, die mit dem Matrixmaterial im Sinne einer Depolymerisierung derart reagiert, dass als Endprodukte der Reaktion monomere Bestandteile des Matrixmaterials in gasförmigem Zustand anfallen. Diese Bestandteile werden in einer mit 16 bezeichneten Fackel verbrannt. Während des Entbinderungsschrittes wird der Reaktionsraum 14 des Entbinderungsofens 12 ständig mit Stickstoff als Schutzgas gespült.
Flüssige Salpetersäure, die vorzugsweise in einer entsprechenden Einrichtung direkt in dem Reaktionsraum 14 oder in einer dem Entbinderungsofen 12 vorgeschalteten Einrichtung 20 verdampft wird, wird beispielsweise mittels einer Dosierpumpe 18 in den Reaktionsraum 14 eingeleitet. Typische Volumenströme an Salpetersäure liegen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich von 0,2 l/h bis 1,5 l/h.
Die Schutzgasspülung erfolgt über ein Durchfluss-Mengen-Regelventile 22, bevorzugt sowohl am Eingang als auch am Ausgang in den Reaktionsraum 14 des Entbinderungsofens 12. Typische Werte des Stickstoffvolumenstroms liegen am Eingang des Entbinderungsofens zwischen 0,5 m³/h bis 3 m³/h und am Ausgang zwischen 6 m³/h bis 20 m³/h.
Die Angaben der Volumenströme von Salpetersäure, Trägergas und Schutzgas beziehen sich auf ein Volumen des bevorzugt quaderförmigen Reaktionsraumes 14 mit Werten typischerweise in einem Bereich von 0,3 m³ bis 0,6 m³.
Die durch die Depolymerisierungsreaktion entstehenden Reaktionsprodukte werden in der Fackel 16 durch Verbrennen in oxidische Stoffe umgewandelt, die unbedenklich in die Atmosphäre abgegeben werden können. Die Fackel 16 ist vorzugsweise vertikal stehend an der Oberseite des Entbinderungsofens 12 angeordnet.
Die zu entbindernden Formkörper werden in den Reaktionsraum 14 des Entbinderungsofens 12 eingebracht, der vorzugsweise durch elektrische Heizelemente beheizt wird. Hierbei können die Formkörper erfindungsgemäß auf Transportkästen verteilt sein, die ihrerseits vorzugsweise am Boden und an den Seitenwänden für das Prozessgas durchlässig sind. Beispielsweise bestehen die Transportkästen aus perforierten Boden- und Zwischenblechen, die eine Umströmung der darauf gelagerten Charge an Formkörpern begünstigen. Zwischen einzelnen in Transportrichtung aufeinander folgenden Transportkästen bzw. Chargen können erfindungsgemäß perforierte Bleche vorgesehen sein, die als eine Art vertikale Trennung wirken. Dadurch wird ein vertikal gerichteter Strömungsweg des Prozessgases erzielt und somit die Durchströmung der Transportkästen verbessert.
Die bestückten Transportkästen werden durch den Reaktionsraum 14 des Entbinderungsofens 12 vorzugsweise mittels eines Transportbandes 24 transportiert. Aber auch zur Verringerung des Querschnitts des Entbinderungsofens kann eine auf dem Prinzip eines Stossofens basierende Vorrichtung eingesetzt werden. Bekannt ist eine Trennung von Hinführung und Rückführung des Transportbandes 24 durch ein perforiertes Blech. Allerdings führt dieses perforierte Trennblech, insbesondere am Eintritt des Prozessgases, zu einem nennenswerten, nach unten gerichteten Kurzschlussstrom, wodurch das Prozessgas ungenutzt dem Austritt entgegenströmt. Deshalb wird das perforierte Trennblech in Bereichen, insbesondere im Bereich des Gaseintritts oder bevorzugt über die gesamte Länge des Reaktionsraumes 14, durch ein geschlossenes Blech ersetzt. Somit verringert sich ein nach unten gerichteter Kurzschlussstrom.
Im oberen Bereich des Reaktionsraumes 14 werden Strömungswege des Prozessgases über Leitbleche definiert. Diese Leitbleche können an der Decke des weitgehend quaderförmigen Reaktionsraumes 14 angebracht werden. Dadurch wird das Prozessgas umgelenkt, wodurch sich seine Verweilzeit, bezogen auf eine auf den Transportkästen lagernde Charge, erhöht, und ein ungenutzter Kurzschlussstrom vermindert wird.
Bevorzugt werden Leitbleche auf der Oberseite der Transportkästen angeordnet, wodurch die Höhe der darauf gelagerten, zu entbindernden Formkörper variiert werden kann.
Zur Verringerung des freien Strömungsquerschnitts in dem Entbinderungsofen 12 und somit zur Reduzierung eines ungenutzten Kurzschlussstroms werden im unteren Bereich des Entbinderungsofens 12, in dem das Transportband geführt wird, Leitbleche vorgesehen, die einen nach oben gerichteten Strömungsweg des Prozessgases erzwingen.
Um einen gleichförmigen und möglichst schnellen Entbinderungsprozess zu erzielen, ist eine homogene Temperaturverteilung innerhalb des Reaktionsraumes 14 und insbesondere bezogen auf die Formkörper notwendig. Die durch die Depolymerisationsreaktion des Matrixmaterials entstehenden Reaktionsprodukte, die sich in der Umgebung der Formkörper konzentrieren, führen zu einer gewissen Beeinträchtigung des Entbinderungsprozesses und müssen demnach gleichmäßig abgeführt werden. Somit besteht eine Notwendigkeit für eine gleichmäßige Verteilung und Verwirbelung des Prozessgases im Reaktionsraum 14 derart, dass sämtliche Formkörper im Wesentlichen identischen Reaktionsbedingungen unterliegen. Erfindungsgemäß werden eine oder mehrere Umwälzeinrichtungen, beispielsweise Gebläse oder Ventilatoren an einer Seitenwand des Entbinderungsofens 12 und bevorzugt im Wechsel an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Entbinderungsofens 12 vorgesehen. Hierdurch wird nicht nur eine einheitliche Prozessatmosphäre erzielt, sondern auch eine erfindungsgemäße Queranströmung der zu entbindernden Formkörper.
Insbesondere begünstigen ein oder mehrere Einleitungsstellen des Prozessgases, die unter strömungstechnischen Gesichtspunkten an dem Entbinderungsofen vorgesehen sind, eine angestrebte Verwirbelung des Prozessgases und/oder eine vorteilhafte Queranströmung der zu entbindernden Formkörper. Erfindungsgemäß kann das Eindüsen des Prozessgases von oben mit hoher Geschwindigkeit in den Reaktionsraum 14 des Entbinderungsofens 12, bevorzugt zwischen aufeinander folgenden Transportkästen, zu einer Verwirbelung des Prozessgases und somit zu einer Homogenisierung der Prozessatmosphäre beitragen.
Insbesondere kann die Queranströmung erreicht werden, durch eine erfindungsgemäße seitliche Einleitung des Prozessgases in den Entbinderungsofen 12. Die Einleitung kann in Bereichen oder bevorzugt gleichmäßig verteilt entlang der gesamten Länge des Entbinderungsofens 12 erfolgen. Die Einleitung kann entlang einer Seite des Entbinderungsofens 12, bevorzugt an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Entbinderungsofens 12 vorgesehen sein, wobei die Einleitung an zwei einander gegenü berliegenden Seiten des Entbinderungsofens 12 vorzugsweise wechselseitig erfolgt. Die Einleitung kann über Schlitze, Bohrungen oder Düsen in den Seitenwänden des Entbinderungsofens 12 erfolgen.
Insbesondere vorteilhaft ist eine seitliche Einleitung des Prozessgases an zwei einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Entbinderungsofens 12 mit im Wechsel zueinander angeordneten Einleitungsstellen, die an der jeweils gegenüberliegenden Seitenwand des Entbinderungsofens 12 durch Umwälzeinrichtungen ergänzt werden. Die somit erzielte Durchmischung des Innenraumes des Reaktionsraumes 14 und der erfindungsgemäßen Queranströmung führen zu einer homogenen Temperatur- und Prozessgasverteilung unter gleichzeitig beschleunigter Abführung von Reaktionsprodukten aus der Umgebung der zu entbindernden Formkörper. Somit werden die Voraussetzungen für einen gleichmäßigen und beschleunigten Entbinderungsprozess geschaffen.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern von Formkörpern führen die eingesetzten Einbauten und Einrichtungen zu einer homogenen Durchmischung des Innenraums und einem weitgehend quer zur Transportrichtung verlaufenden Strömungsweg des Prozessgases. Damit wird eine gleichmäßige Verteilung der Temperatur und des Reaktionspartners, sowie eine Abführung von Reaktionsprodukten aus der Umgebung der Formkörper erreicht, wodurch eine Prozessatmosphäre geschaffen wird, die zu einem effizienten und im gleichen Maße verkürzten Entbinderungsschritt bei gleich bleibend hoher Qualität der Entbinderung führt. Insbesondere die erfindungsgemäße seitliche Einleitung des Prozessgases resultiert in einer maximierten Ausnutzung der eingesetzten Prozessstoffe.

Claims

Vorrichtung zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern von durch Pulver-Spritzgussverfahren hergestellte, metallische und/oder keramische Formkörper, aufweisend einen Entbinderungsofen, den die Formkörper in einer Transportrichtung durchlaufen, wobei sie auf eine geeignete Prozesstemperatur gebracht werden, eine Fördereinrichtung für das Einleiten eines für die Entbinderung erforderlichen Prozessgases, welches einen Reaktionspartner beinhaltet, mindestens eine Einrichtung zum Einleiten eines Schutzgases in einen Reaktionsraum des Entbinderungsofens und eine Fackel, um die bei der Entbinderung anfallenden gasförmigen Reaktionsprodukte zu verbrennen, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Einrichtungen vorhanden sind, die zu einer gezielt quer zur Transportrichtung gerichteten Strömung des Prozessgases in der Vorrichtung führen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper durch den Entbinderungsofen mittels eines Transportbandes transportiert werden mit einer Hin- und Rückführung, die voneinander teilweise oder vollständig durch ein gasundurchlässiges Blech getrennt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entbinderungsofen als Stossofen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper auf Transportkästen lagern, die einen gasdurchlässigen Boden und gasdurchlässige Seitenwände aufweisen, so dass eine weitgehend vertikal gerichtete Strömung des Prozessgases erzeugt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren Einrichtungen Leitbleche derart umfassen, dass eine weitgehend vertikal gerichtete Strömung des Prozessgases erzeugt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren Einrichtungen Umwälzeinrichtungen im Inneren des Entbinderungsofens umfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Umwälzeinrichtungen im Wechsel zueinander, an einander gegenüberliegenden Wänden des Entbinderungsofens angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas in den Entbinderungsofen über mehrere Einleitungsstellen entlang der Transportrichtung eingebracht wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Einleitungsstellen seitlich am Entbinderungsofen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Einleitungsstellen im Wechsel zueinander, an einander gegenüberliegenden Wänden des Entbinderungsofens angeordnet sind.
Verfahren zum kontinuierlichen katalytischen Entbindern von durch Pulver-Spritzgussverfahren hergestellte, metallische und/oder keramische Formkörper in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Formkörper durch den Entbinderungsofen in einem Zeitintervall von 2 h bis 8 h transportiert werden, wobei sie auf eine Prozesstemperatur im Bereich von 100 °C bis 150°C gebracht werden und das eingebrachte Prozessgas verdampfte Salpetersäure als Reaktionspartner in einem Stickstoffgasstrom enthält.