DD244512B1

DD244512B1 - Vrfahren und einrichtung von metallkonstruktionen

Info

Publication number: DD244512B1
Application number: DD28490885A
Authority: DD
Inventors: Juergen Wolf
Original assignee: Autobahnbaukombinat Berlin Ver
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1989-10-25
Also published as: DD244512A1

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren und eine Einrichtung zum sicheren, gerichteten Trennen der Elemente einer Metallkonstruktion zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein aluminothermisches Gemisch in einer Form gezündet wird und die dadurch entstehende Schmelze eine Metallschlackenschmelze ist, die ein Gemisch von flüssigem Eisen und flüssigem Aluminiumoxid darstellt und das zu trennende Profil durchtrennt.

Das aluminothermische Gemisch wird in einem Reaktionsbehälter gezündet. Die entstehende Schmelze fließt aus diesen nach Durchschmelzen des Verzögerungsbleches, das die Aufgabe hat, das pulvrige aluminothermische Gemisch in der Form zurückzuhalten und zeitlich die Trennprozesse zu steuern, durch den Einflußkanal in die Profilform, die das zu trennende Profil umschließt und durch den Einflußkanal ein- oder beidseitig an dem zu trennenden Profil entlang. Dabei wird das Profil erwärmt und durchgeschmolzen. Der Trennprozeß wird durch die kinetische Energie der fließenden Schmelze beschleunigt (Durchflußverfahren).

Die Schmelze verläßt die Profilform durch den Ausflußkanal. Es entsteht dabei ein Effekt ähnlich dem autogenen Brennschneiden, daß die fließende Schmelze die Funktion von Flamme und Schneidstrahl übernimmt.

Bei einer anderen Ausführung (Schneidstrahlverfahren) umschließt nicht die Profilform das zu trennende Profil. Sie ist seitlich in einem bestimmten vom Profil abhängigen Abstand am Profil angebracht und hat eine schlitzartige Öffnung zum Profil hin. In einem zweiten aufgesetzten Behälter, dem Reaktionsbehälter, kommt das aluminothermische Gemisch zur Reaktion. Die Schmelze durchschmilzt das Verzögerungsblech und fließt durch die schlitzartige Öffnung der Profilform als breiter Strahl auf das zu trennende Profil. Dieser energiereiche Strahl bewirkt die Erwärmung, das Schmelzen und das Wegspülen des geschmolzenen Materials. Es entsteht ein Trennschnitt. Hierbei wird die kinetische Energie der Schmelze für den Trennvorgang ausgenutzt.

Die Vorteile dieses Verfahrens und der Einrichtungen liegen in dem sicheren Abbruch von Metallkonstruktionen. Diese Vorteile sind:

— Das gesamte Reaktionsprodukt, bestehend aus einer Metallschlackenschmelze aus flüssigem Eisen und flüssigem Aluminiumoxid, wird für den Trennvorgang genutzt, wodurch der Formenbau erheblich reduziert wird.

— Die kinetische Energie der fließenden Metallschlackenschmelze beschleunigt wesentlich den Trennvorgang.

— Es sind gerichtete Schnitte (Fallschnitte) möglich.

— Durch den Abstand von feuerfester Form zum Profil wird die Witterungs- und Lastabhängigkeit beseitigt und der Zeitaufwand beim Anbringen der Formen am Profil bedeutend reduziert.

— Mit Hilfe des Verzögerungsbleches ist eine zeitliche Steuerung der Trennschnitte bei den einzelnen Profilen möglich.

— Der spezifische Verbrauch an aluminothermischem Gemisch ist gering.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Fig. 1: Seitenansicht der erfindungsmäßigen Einrichtung (im Schnitt) für horizontal angeordnete Profile für das

Durchflußverfahren, Fig. 2: Vorderansicht der erfindungsmäßigen Einrichtung (im Schnitt) für horizontal angeordnete Profile für das

Durchflußverfahren, Fig.3: Seitenansicht der erfindungsmäßigen Einrichtung (im Schnitt) für vertikal angeordnete Profile für das

Durchflußverfahren, Fig.4: Vorderansicht der erfindungsmäßigen Einrichtung (im Schnitt) für horizontal angeordnete Profile für das

Schneidstrahlverfahren, Fig. 5: Seitenansicht der erfindungsmäßigen Einrichtung (im Schnitt) für vertikal angeordnete Profile für das

Schneidstrahlverfahren, Fig. 6: Seitenansicht der erfindungsmäßigen Einrichtung (im Schnitt) für vertikal angeordnete Profile zum Trennen der Randzonen.

Ausführungsbeispiel 1

Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel nach dem Durchflußverfahren.

Die Profilform 2, bestehend aus zwei Hälften eines Blechmantels mit feuerfester Auskleidung, wird auf das zu trennende Profil 1 aufgesetzt und befestigt (z. B. durch Heftschweißung). Die Nahtstelle zwischen Profil 1 und Profilform 2 wird mit feuerfestem Material abgedichtet und der Reaktionsbehälter 3, der aus einem Blechmantel mit feuerfester Auskleidung besteht, auf die Profilform 2 aufgesetzt und zur Profilform 2 hin abgedichtet. Es folgt das Einlegen des Verzögerungsbleches 11 auf den Einflußkanal 12 der Profilform 2. Das aluminothermische Gemisch und die elektrischen Zünder werden in den Reaktionsbehälter 3 eingebracht und der Deckel 4 auf den Reaktionsbehälter aufgelegt. Nach der Zündung entsteht durch die aluminothermische Reaktion eine Schmelze 7 mit hohem Wärmeinhalt. Die Schmelze 7 schmilzt das Verzögerungsblech 11 auf und fließt durch den Einflußkanal 12 in die Profilform 2, durch den Durchflußkanal 5 und den Ausflußkanal 6, wobei das Profil 1 im Trennstellenbereich aufgeschmolzen und somit getrennt wird.

Zum Druckausgleich dient eine am oberen Rand des Reaktionsbehälters 3 unterhalb des Deckels 4 vorgesehene Öffnung 8. Es erfolgt eine sichere Trennung des Profils 1, wobei Profilein jeder Lage trennbar sind und ein geringer Verbrauch an aluthermischem Gemisch zu verzeichnen ist.

Der Reaktionsbehälter 3 und die Profilform 2 können vorgefertigt werden. Die Schnitte können gerichtet durchgeführt werden.

Ausführungsbeispiel 2

Die Fig.4 und 5 zeigen Ausführungsbeispiele nach dem Schneidstrahlverfahren.

Die Profilform 2 wird in einem bestimmten vom Profil 1 abhängigen Abstand am zu trennenden Profil 1 angebracht und befestigt (z.B. Heftschweißung). Der Reaktionsbehälter 3, in dem sich eine Öffnung zum Druckausgleiche befindet, wird auf der Profilform 2 befestigt und abgedichtet. Das Verzögerungsblech 11 wird über den Verteilungskanal 9 und die schlitzartige Öffnung 10 eingelegt und dichtet diese ab.

Es folgt das Einfüllen des aluminothermischen Gemisches, das Einlegen der elektrischen Zünder und das Auflegen des Deckels 4 auf dem Reaktionsbehälter 3 und anschließend die Zündung. Die aluminothermische Reaktion ergibt die Schmelze 7 mit hohem Wärmeinhalt. Die Schmelze 7 schmilzt das Verzögerungsblech 11 auf, fließt durch den Verteilungskanal 9 und die schlitzartige Öffnung gegen das Profil 1 und schmilzt dieses im Trennstellenbereich auf.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Nachladen und die Vorfertigung der Formen 2 und 3 möglich, wobei ein günstiger ökonomischer Effekt erreicht wird. Es erfolgt eine sichere Trennung der Profile 1 in jeder Lage, wobei keine Witterungs- und Lastabhängigkeit auftritt, da kein Formschluß mit dem Profil 1 gegeben ist. Die Schnitte können gerichtet durchgeführt werden.

Anwendungsbeispiel 3

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Schneidstrahlverfahrens für das Trennen der Randzonen von Profilen. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt Besonderheiten gegenüber dem Ausführungsbeispiel 2. Dabei wird zu beiden Seiten des Profils 1 je eine Kombination von Profilform 2 und Reaktionsbehälter 3 angeordnet, wobei sich zwischen beiden eine im Profil 1 eingebrachte Öffnung 13 befindet, so daß der jeweilige Strahl der Schmelze7 auf die Randzonen des geschwächten Querschnitts des Profils 1 auftritt und diese gleichzeitig durchschmilzt. Die eingebrachte Öffnung 13 kann dabei schräg oder gerade ausgeführt sein. Sie sind vorrangig durch Brennschneiden realisiert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trennen von Metallkonstruktionen durch Reaktion eines aluminothermischen Gemisches, wobei das aluminothermische Gemisch in einer das zu trennende Profil umschließenden feuerfesten Form gezündet wird, dadurch gekennzeichnet, daß gezündetes aluminothermisches Schweißpulver mit den miteinander vermischten Schmelzkomponenten flüssigem Eisen und Aluminiumoxid, nach Durchschmelzen eines Verzögerungsbleches jeweils als Schmelzstrahl oder Schmelzfluß mit vorgegebener Richtung auf Trennstellen der Metallkonstruktion gerichtet wird und die Trennstellen aufschmilzt.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ,bestehend aus einer feuerfesten Trennform mit Reaktionsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter (3) im unteren Teil ein Verzögerungsblech (11) aufweist und in einer, das zu trennende Profil (1) umschließenden Profilform (2) ein Einflußkanal (12), ein ein-oder beidseitig am Profil (1) entlangführender Durchflußkanal (5) und ein Ausflußkanal (6) angeordnet sind.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 ,bestehend aus einer feuerfesten Trennform mit unten angeordneter Profilform, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilform (2) in einem bestimmten Abstand vom zu trennenden Profil (1) angeordnet ist, einen Verteilungskanal (9) und zum Profil (1) hinweisende schlitzartige Öffnungen (10) aufweist.

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum aluminothermischen Trennen von Metallprofilen, insbesondere zum Abbruch und zur Demontage von großen und komplizierten Tragwerken von Metallkonstruktionen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind Verfahren zum Trennen von Konstruktionselementen von großen und komplizierten Metallkonstruktionen zum Zweck des Abbruches und der Demontage mittels Schneidbrennen oder Sprengung bekannt. Der Nachteil ist oft, daß solche Metallkonstruktionen nicht mehr begehbar sind oder daß eine Sprengung aus Sicherheitsgründen nicht möglich ist. Zur Behebung dieser Nachteile ist bereits das „Verfahren und Einrichtung zum Trennen von Metallkonstruktionen" nach DD-PS 99116 und 110535 bekannt. Die zu trennende große Metallkonstruktion wird mit einer mit einem wärmebeständigen Stoff ausgekleideten Form versehen. Diese Form umschließt das Konstruktionselement. In ihr befindet sich der aluminothermische Brennstoff, der nach Zündung die Profile der Metallkonstruktion direkt und ohne Umleitung stark erwärmt und teilweise aufschmilzt, so daß die Metallkonstruktion durch die Eigenlast zum Einsturz kommt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Witterungs- und Lastabhängigkeit, bedingt durch den Formschluß von Profil zu Profilform. Es ist ein gleichzeitiges Trennen der Profile einer Stahlkonstruktion infolge der vorzeitigen Zerstörung der feuerfesten Formen mit hoher Zuverlässigkeit nicht möglich. Eindringende Feuchtigkeit bei Regen führt zu explosionsartiger Zerstörung der feuerfesten Auskleidung. Der Formschluß der feuerfesten Formen zum Profil kann bei auftretenden Bewegungen der Metallkonstruktion während des vorgesehenen Trennprozesses zur Rißbildung in der feuerfesten Auskleidung führen, besonders bei großen Profilen.

Der eigentliche Trennvorgang wird nur durch Wärmeleitung erzeugt. Er dauert relativ lang. Ein weiterer Nachteil besteht in einem erhöhten Zeitaufwand beim Anbringen der Formen am Profil durch zeitaufwendige Abdichtarbeiten. Weiterhin ist die Anwendungsbreite eingeschränkt. In den DD-PS 33830 und 38667 werden aluminothermische Schweißverfahren beschrieben. In diesen Patentschriften wird in einem Reaktionsbehälter das aluminothermische Gemisch gezündet. Die Verschlußplättchen haben die Aufgabe, die Reaktionsprodukte so lange im Reaktionsbehälter verharren zu lassen, bis sich das flüssige Eisen auf Grund der höheren Dichte, 7,81 kg/dm³ gegenüber dem Aluminiumoxid (AI₂O₃) mit einer Dichte von 2,18kg/dm³ am Boden des Reaktionsbehälters abgesetzt hat. Das heißt, daß eine eindeutige Trennung von flüssigem Eisen und AI₂O₃ erfolgt ist. Nach diesen Patentschriften fließt das flüssige Metall durch Zwangskanäle zur Schweißstelle und wird in einer Zwangsform aufgefangen. Die Verfahren eignen sich nicht zum Trennen. Durch die Trennung des Eisens von dem AI₂O₃ mit einem Volumenverhältnis etwa 1:4 wird nur das Eisen an die Schweißstelle geführt, das AI₂O₃ erstarrt schon im Behälter zur Schlacke. Dadurch ergibt sich ein hoher Materialaufwand. Ein weiterer Nachteil ist der Formschluß und die Witterungsabhängigkeit.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Vermeidung vorgenannter Nachteile, bei einer sicheren Trennung der Profile, wobei Schnitte gerichtet durchgeführt werden und Profile in jeder Lage trennbar sein sollen. Ein weiteres Ziel ist, daß sich die Formen einfach und schnell anbringen lassen. Dadurch ist die Einsatzbreite des Verfahrens vielseitiger.