DD140675A1 - Rauchlose,wasserfreie aluminothermische anwaermmasse - Google Patents

Rauchlose,wasserfreie aluminothermische anwaermmasse Download PDF

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DD140675A1
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Werner Gilde
Walter Brenner
Erich Jaeger
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Werner Gilde
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C06—EXPLOSIVES; MATCHES
    • C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
    • C06B33/00—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide
    • C06B33/08—Compositions containing particulate metal, alloy, boron, silicon, selenium or tellurium with at least one oxygen supplying material which is either a metal oxide or a salt, organic or inorganic, capable of yielding a metal oxide with a nitrated organic compound

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine rauchlose, wasserfreie aluminothermische Masse fuer die Waermebehandlung metallischer Werkstoffe. Sie eignet sich besonders fuer die Vorwaermung und/oder Waermenachbehandlung von Schweissverbindungen mit dem Ziel einer Verbesserung der Nahtqualitaet. Einem bekannten aluminothermischen Gemisch wird als Moderator eine Nitrozellulosemischung zugesetzt, welche aus Nitrozellulose und einem Anteil von 70 bis 80 Gew.-% Loesungsmitteln besteht. Die Rezeptur der Loesungsmittel wird konkret angegeben. Der Moderator dient gleichzeitig als Bindemittel des aluminothermischen Gemisches und zur zweckgebundenen Formung der Presslinge sowie zur Vermeidung der Wasseraufnahme des aluminothermischen Gemisches.

Description

136-1
Rauchlose, wasserfreie aluminothermische Anwärm-
masse
Die Erfindung betrifft eine rauchlose, v/asserfreie aluminothermische Masse für die Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe, insbesondere für die Vorwärmung und/oder nachträgliche Wärmebehandlung von Schweißverbindungen mit dem Ziel der Verbesserung der Güte der Schweißverbindungen.
Charakteristik, der.,bekannten technischen, Lb'sungen
Zum Vorwärmen metallischer Werkstoffe mit dem Ziel, die Güte einer Schweißverbindung zu verbessern, ist es allgemein üblich,
mit einer Gasflamme, mit Induktionserwärmung, mit Widerstandserhitzung oder unter Verwendung von Glühöfen zu arbeiten. Alle diese Verfahren besitzen einerseits den Vorteil,der Umweltfreundlichkeit, das heißt, es werden nur im geringfügigen Maße oder gar nicht schädliche Gase, Dämpfe oder Stäube frei, andererseits besitzen sie den Nachteil, daß verhältnismäßig große und teilweise auch sehr komplizierte Armaturen mit großem ökonomischem Aufwand erforderlich sind, um das Metall im ausreichenden Maße zu erwärmen«
Das Vorwärmen und/oder die Wärmenachbehandlung metallischer Y/erkstoffe wurde deshalb aus wirtschaftlichen Gründen bereits unter Verwendung exotherm reagierender Massen auf aluminothermischer Basis durchgeführte Alumiothermische Massen zum Vorwärmen, Nachwärmen oder Anwärmen bestehen in bekannter Weise aus Aluminium, Eisenoxid, Siliziumkarbid, Bindemitteln und Zusatzstoffen, die die Eigenschaften von Moderatoren haben« Die Reaktion zwischen dem Aluminium und Eisenoxid erzeugt die notwendige Wärme, das Siliziumkarbid verhindert, daß Eisen ausgeschieden wird» Als Bindemittel wird Wasserglas oder in Wasser angerührtes Dextrin genommen. Dadurch enthalten die Massen nach dem Trocknen immer noch Wasserreste. Durch das hygroskopische Verhalten von Wasserglas nimmt der Wassergehalt sogar im Laufe der Zeit zu. Diese beeinflussen unkontrolliert die Reaktion. Die Moderatoren dienen dazu, die schlagartige Raktion zwischen Aluminium und Eisenoxid zu verlangsamen.
Als Moderatoren wurden bisher Magnesium und/oder Carboxydmetylzellulose verwendet. Bei der Verwendung dieser Moderatoren tritt als Nebenwirkung bei der Reaktion eine sehr starke Rauchentwicklung auf. Dieser Eauch hindert beim Arbeiten und erfordert zusätzlich Arbeitsschutzmaßnahmen.
Es ist deshalb Ziel der Erfindung, eine aluniino thermische Anwärmmasse zu schaffen, welche die wirtschaftlichen Vorteile dieses Anwärmverfahrens mit einem umweltfreundlichen, den maximalen Erfordernissen des" Arbeits- und Gesundheitsschutzes entsprechenden Einsatz verbindet·
Per Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aluminothermische Anwärmmasse zu entv/ickeln, deren Moderator gleichzeitig als Bindemittel und zur Formung des aluminothermischen Gemisches dient, dessen Wasseraufnahme verhindert und .der beim Heaktionsprozeß keine schädlichen Gase, Dämpfe oder Stäube freisetzt·
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einem an sich bekannten alumino thermischen Gemisch aus Aluminium, Eisenoxid und Siliziumkarbid ein Moderator zugesetzt wird, welcher gleichzeitig als Bindemittel des aluminothermischen Gemisches und der Formung des jeweils erforderlichen Preßlings dient und der aus einer Nitrozellulosemischung besteht·
Per erfinderische Effekt tritt bei einer Nitrozellulosemischung ein, die sich aus 20 bis 30 Gewa-# Nitrozellulose und 70 bis 80 Gew,-# Lösungsmitteln zusammengesetzt, wobei als günstigstes Mischungsverhältnis 25 Gew«-# Nitrozellulose zu 75 Gew«~?» Lösungsmittelanteil gefunden Ymrde. Als Lösungsmittelanteil wird folgende Rezeptur verwendet?
10 bis 15j vorzugsweise 1335 Gew«-# Alkohol 10 bis 20, vorzugsweise 15,3 Gew,~$ Butanol 17 bis 24, vorzugsweise 20s5 Gew„-# Butylazetat und 20 bis 30, vorzugsweise 25,6 Gew#~# Toluol.
Die Nitrozellulosemischung wird dem aluminothermischen Gemisch in einer Menge von 10 "bis 15, vorzugsweise 13 Gew,-#, bezogen auf 100 Gew»-$ aluminothermischen Gemisches, zugesetzt.
AusfUhrungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert v/erden.
Vor dem Schweißen müssen Schienenstöße auf 300 bis 400 0C vorgewärmt werden« Entsprechend dem Schienenprofil (Rillenoder Normalschienen) werden Preßlinge mit der erfindungsgemäßen exothermen Eüasse geformt.
Die Preßlinge bestehen aus einem Gemisch mit folgenden Stoffen:
(Angabe in Gewichts-^) · 23,7 H> Al-Grieß-Körnung kleiner 0,5 mm 76,3 ίο FepOo, Krönung Staub, fein, mittel bis grob. Körnung kleiner 1,5 mm und bezogen auf das Gesamtgewicht dieser Mischung ein Zusatz von 15 % Siliziumkai^bid« JUs Bindemittel und zum Formen des Preßlings wird dem Gemisch eine Nitrozellulosemischung in einer Menge von 13 Gew.-#, bezogen auf 100 Gew#-# des 'aluminothermischen Gemisches, zugegeben«
Die Nitrozellulosemischung besteht aus 25 # Nitrozellulose und 75 ίο Lösungsmitteln, davon 13,5 Alkohol, 13,5 # Butanol, 20,5 #"Butylazetat, 25,6 # Toluol.
Die mit dieser Mischung geformten Preßlinge werden je nach Volumen drei bis sechs Stunden im Warmluftstrom oder im Ofen getrocknet« Die Preßlinge werden auf den Schienenprofilen aufgelegt und zur "Reaktion gebracht« Die bei der
Reaktion entstehende Y/ärme erhitzt die Schienenprofile in etwa 3 min auf ca«, 330 0C. · Im gleichen Sinne ist es auch möglich, aus dem vorstehend genannten Gemisch Preßlinge in Plattenform herzustellen. Diese Plattenpreßlinge 150 χ 90 χ 20 erhitzen eine Stahlplatte (200 χ 150 χ 20 mm) in ca« 3 min auf 300 0C0 Bei 40 mm dicken Preßlingen wird nach 4 min eine Temperatur in der Stahlplatte von 350 0C erreichte

Claims (1)

  1. ISrfindungsan spruch
    Rauchlose, wasserfreie aluminothermisch© Anwärmmasse für die Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe, insbesondere im Bereich von Schweißverbindungen, bestehend aus einem Gemisch aus Aluminium, Eisenoxid und Siliziumkarbid, gekennzeichnet dad urch , daß dem Gemisch eine als Bind'emittel und zur Formung des Preßlings dienende, als Moderator wirkende Nitrozellulosemischung, bestehend aus 20 "bis 30, vorzugsweise 25 (Jew,-^ Nitro« Zellulose und 70 bis 80, vorzugsweise 75 Gewe-# Lösungsmitteln, insbesondere der Zusammensetzung 10 bis 15, vorzugsweise 13,5 Gew„-# Alkohol, 10 bis 20, vorzugsweise 15,3 Gew.-^ Butanol, 17 bis 24, vorzugsweise 20,5 Gewe-^S Buylazetat und 20 bis 30, vorzugsweise 25,6 Gew.-^ Toluol, in einer.Menge von 10 bis 15, vorzugsweise 13 Gew,~$, bezogen auf 100· Gew«- ^, zugesetzt wird. . .
DD20136177A 1977-10-05 1977-10-05 Rauchlose,wasserfreie aluminothermische anwaermmasse DD140675B1 (de)

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AU592513B2 (en) * 1986-06-18 1990-01-11 Elektro-Thermit Gmbh Process for welding a railway rail, aluminothermic heating blocks for use in the process, and method of making said aluminothermic heating blocks
DE4226982C1 (de) * 1992-08-14 1993-12-09 Elektro Thermit Gmbh Metallothermisches Reaktionsgemisch

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