DE29701461U1 - Reaction crucible for an aluminothermic rail welding device - Google Patents
Reaction crucible for an aluminothermic rail welding deviceInfo
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Description
Elektro - Thermit GmbH, EssenElektro - Thermit GmbH, Essen
Reaktionstiegel für eine aluminothermische SchienenschweißvorrichtungReaction crucible for an aluminothermic rail welding device
Die Erfindung betrifft einen Reaktionstiegel für eine aluminothermische Schienenschweißyorrichtung.The invention relates to a reaction crucible for an aluminothermic rail welding device.
Bei aluminothermischen Schienenschweißverfahren, den sogenannten Thermit®-Schmelzschweißverfahren, wird eine chemische Reaktion
zur Erzeugung eines heißflüssigen Zusatzwerkstoffes ausgenutzt, d. h. die große Affinität des Aluminiums zum Sauerstoff,
um Schwermetalloxide, bevorzugt Eisenoxid, zu reduzieren.
10In aluminothermic rail welding processes, the so-called Thermit® fusion welding processes, a chemical reaction is used to produce a hot liquid filler material, i.e. the high affinity of aluminum to oxygen to reduce heavy metal oxides, preferably iron oxide.
10
Die Thermit®-Schweißportion, deren Grundbestandteile Eisenoxid und Aluminium sind, wird in einen Reaktionstiegel eingebracht, der oberhalb der zu verschweißenden, von einer Gießform umgebenen Schienenenden angeordnet wird. Die aluminothermische Reaktion läuft nach dem punktförmigen Entzünden mit einem Spezialzündstab in dem Tiegel in wenigen Sekunden unter starker Wärmeentwicklung ab. Die etwa 2500 0C heißen Reaktionsprodukte trennen sich danach, wobei die spezifisch leichtere Schlacke auf dem Eisen schwimmt. Der heißflüssige Thermit®-Stahl wird sodann aus dem unteren Ende des Reaktionstiegels, welches mit einem schmelzbaren Pfropfen versehen ist, in die Gießform gegossen und verschweißt die Schienenenden durch Zwischen- und Umguß. The Thermit® welding portion, whose basic components are iron oxide and aluminum, is placed in a reaction crucible that is placed above the rail ends to be welded, which are surrounded by a casting mold. After the point-like ignition with a special ignition rod in the crucible, the aluminothermic reaction takes place in a few seconds with strong heat development. The reaction products, which are about 2500 0 C hot, then separate, with the slag, which has a lower specific weight, floating on the iron. The hot liquid Thermit® steel is then poured from the lower end of the reaction crucible, which is provided with a meltable plug, into the casting mold and welds the rail ends by intermediate and surrounding casting.
Im Prinzip können nach dem Thermit®-Schweißverfahren Werkstücke aller Art mit beliebigen Querschnitten neu oder zur Reparatur verschweißt werden. Seine größte Verbreitung hat das aluminothermische Schweißverfahren wegen seiner einfachen und von äußeren Energiequellen unabhängigen Ausführung bei der Schienenschweißung gefunden. Die in den Reaktionstiegel eingebrachte Schweißportion ist in ihrer Menge und Zusammensetzung auf das Schienenprofil und den Schienenwerkstoff abgestimmt. Der Reaktionstiegel wird üblicherweise aus Magnesit hergestellt und mit einem entsprechenden Tiegelstöpsel ausgestattet. Nach dem Zünden der Schweißportion wird auf den konisch ausgebildeten Reaktionstiegel eine Abdeckhaube aus Metall aufgesetzt und mit dem Reaktionstiegel fest verbunden. Zur Befestigung des Reaktionstiegels, der nach der Reaktion mehrfach wieder benutzt werden kann, ist eine relativ aufwendige, schwere und komplizierte Haltevorrichtung vorgesehen, die an der Schiene montiert wird und ein Verschwenken des Reaktionstiegels um eine vertikale Achse in den Bereich der Gießform ermöglicht. Insgesamt ist für den Einsatz des Reaktionstiegels eine Vielzahl von Vorrichtungsbestandteilen notwendig, die zur Schweißstelle transportiert und dort zeitaufwendig zusammengesetzt werden müssen.In principle, workpieces of all kinds with any cross-section can be welded together using the Thermit® welding process, either for new use or for repair. The aluminothermic welding process is most widely used in rail welding because it is simple and does not require external energy sources. The amount and composition of the welding portion introduced into the reaction crucible is matched to the rail profile and the rail material. The reaction crucible is usually made of magnesite and is equipped with a corresponding crucible plug. After the welding portion has been ignited, a metal cover is placed on the conical reaction crucible and firmly connected to the reaction crucible. To secure the reaction crucible, which can be reused several times after the reaction, a relatively complex, heavy and complicated holding device is provided, which is mounted on the rail and allows the reaction crucible to be pivoted around a vertical axis into the area of the casting mold. Overall, the use of the reaction crucible requires a large number of device components, which must be transported to the welding point and assembled there, which is time-consuming.
Aus der EP-B-O 407 240 ist eine aluminothermische Schweißvorrichtung bekannt, die aus einem Reaktionstiegel und einer diesem Tiegel angepaßten Gießform besteht. Er ist im Boden leicht konisch ausgebildet und für eine einmalige aluminothermische Schweißung einsetzbar. Er weist keine äußere Schutzhülle auf und ist daher sehr bruchanfällig. Außerdem ist er relativ schwer und dadurch im Gleis schwierig zu handhaben.EP-B-O 407 240 discloses an aluminothermic welding device consisting of a reaction crucible and a mold adapted to this crucible. It is slightly conical in the base and can be used for a single aluminothermic weld. It has no outer protective cover and is therefore very susceptible to breakage. It is also relatively heavy and therefore difficult to handle on the track.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Reaktionstiegel zu schaffen, der wesentlich einfacher als die bisherigen Reaktionstiegel ausgebildet ist und außerdem eine aufwendige Haltevorrichtung vermeidet und dabei leichter zu handhaben ist.The invention aims to create a reaction crucible that is significantly simpler than previous reaction crucibles and also avoids a complex holding device and is easier to handle.
Der erfindungsgemäße Reaktionstiegel ist dadurch gekennzeichnet, daß er durch eine zylindrische Tiegelhülle 1 aus Metallblech gebildet ist, die in ihrem Inneren mit einer feuerfesten Auskleidung 4 ausgestattet ist, wobei im ebenen Tiegelboden eine zentrale Öffnung 5 ausgespart ist, welche mit einem Dichtungsmaterial versehen ist, wobei die Tiegelhülle 1 einen Deckel 3 sowie einen Tragegriff 2 aufweist und zugleich den Transportbehälter für die Schweißportion bildet, die unmittelbar auf eine Gießform aufsetzbar sowie gegebenenfalls an dieser festlegbar ist.The reaction crucible according to the invention is characterized in that it is formed by a cylindrical crucible shell 1 made of sheet metal, which is equipped with a refractory lining 4 in its interior, with a central opening 5 being cut out in the flat crucible bottom, which is provided with a sealing material, the crucible shell 1 having a lid 3 and a carrying handle 2 and at the same time forming the transport container for the welding portion, which can be placed directly on a casting mold and, if necessary, secured to it.
Durch die Erfindung wird somit ein Transportbehälter für die Schweißportion geschaffen, der zugleich als Reaktions- bzw. Schmelztiegel dient und der unmittelbar an der Gießform form- und/oder kraftschlüssig festgelegt werden kann, wodurch sowohl die Ausbildung eines speziell geformten und kostenaufwendigen Tiegels als auch eine gesonderte Haltevorrichtung für diesen vermieden wird.The invention thus creates a transport container for the welding portion, which also serves as a reaction or melting crucible and which can be fixed directly to the casting mold in a form-fitting and/or force-fitting manner, thereby avoiding both the formation of a specially shaped and costly crucible and a separate holding device for it.
Die Schweißportion kann beispielsweise in einem Sack oder in einer Dose verpackt in dem Tiegel transportiert werden, wobei nach dem Zünden der Schweißportion die Verpackung schmilzt bzw. verbrennt.The welding portion can be transported in the crucible, for example, packed in a sack or a can, whereby after the welding portion is ignited, the packaging melts or burns.
Vorzugsweise wird ein Reaktionstiegel verwendet, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine Höhe von 200 bis 800 mm aufweist und die Wandstärke der feuerfest ausgekleideten Tiegelhülle und des Tiegelbodens 5 bis 60 mm beträgt und sein Durchmesser 100 bis 1000 mm ist.Preferably, a reaction crucible is used which is characterized in that it has a height of 200 to 800 mm and the wall thickness of the refractory-lined crucible shell and the crucible base is 5 to 60 mm and its diameter is 100 to 1000 mm.
Zweckmäßigerweise ist die Öffnung im ebenen Tiegelboden 5 bis 40 mm groß und wird dabei von einem Tiegelstöpsel verschlossen, der beim Kontakt mit dem flüssigen, heißen, aluminothermischen Reaktionsgemisch durchschmilzt und dann das flüssige Reaktionsgemisch in die darunter befindliche Gießform laufen läßt.The opening in the flat crucible base is expediently 5 to 40 mm in size and is closed by a crucible plug, which melts when it comes into contact with the liquid, hot, aluminothermic reaction mixture and then allows the liquid reaction mixture to flow into the casting mold underneath.
Die Erfindimg wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung näher erläutert,
welche in Fig. 1 einen Reaktionstiegel gemäß der Erfindung zeigt.
5The invention is explained in more detail below using an embodiment with reference to the attached drawing, which shows a reaction crucible according to the invention in Fig. 1.
5
Der dargestellte Reaktionstiegel besteht aus einer zylindrischen Tiegelhülle 1 aus Metallblech, z. B. aus Weißblech, die mit einem Tragegriff 2 und einem Deckel 3 versehen ist. In die zylindrische Tiegelhülle 1 wird der eigentliche Reaktionstiegel in Form einer Auskleidung 4 aus einem Sandgemisch eingestampft oder eingeschossen und in eine zentrale Bodenöffnung 5 der zylindrischen Tiegelhülle 1 und der Auskleidung 4 ein Dichtungsmaterial anstatt eines Tiegelstöpsels eingearbeitet. In die Auskleidung der zylindrischen Tiegelhülle wird die Schweißportion entweder in einer handelsüblichen Blechdose oder in einem üblichen Kunststoffsack oder in einer sonstigen Umhüllung verpackt eingebracht, wobei die Portion etwa H des Reaktionstiegels füllt. Nach dem Aufsetzen des Reaktionstiegels auf eine Gießform und dem form- und/oder kraftschlüssigen Festlegen des Reaktionstiegels an der Gießform, z. B. mit Hilfe eines Anschlagrandes an der Gießform, wird Deckel 3 abgenommen und die Schweißportion mit Hilfe eines Spezialzündstabes gezündet, worauf der Deckel wieder angebracht wird.The reaction crucible shown consists of a cylindrical crucible shell 1 made of sheet metal, e.g. tinplate, which is provided with a handle 2 and a lid 3. The actual reaction crucible in the form of a lining 4 made of a sand mixture is stamped or shot into the cylindrical crucible shell 1 and a sealing material is worked into a central bottom opening 5 of the cylindrical crucible shell 1 and the lining 4 instead of a crucible plug. The welding portion is introduced into the lining of the cylindrical crucible shell either in a commercially available tin can or in a conventional plastic bag or in another packaging, with the portion filling approximately H of the reaction crucible. After the reaction crucible has been placed on a casting mold and the reaction crucible has been secured to the casting mold in a form-fitting and/or force-fitting manner, e.g. B. with the help of a stop edge on the casting mold, cover 3 is removed and the welding portion is ignited with the help of a special ignition rod, whereupon the cover is reattached.
Sobald die Reaktion stattfindet, schmilzt das Dichtungsmaterial in der Bodenöffnung des Reaktionstiegels und der schmelzflüssige Stahl strömt in die Gießform. In der Praxis hat sich gezeigt, daß infolge der zylindrischen Gestalt und des ebenen Bodens des Reaktionstiegels die Schweißportion besonders ruhig reagiert.As soon as the reaction takes place, the sealing material in the bottom opening of the reaction crucible melts and the molten steel flows into the casting mold. In practice, it has been shown that the welding portion reacts particularly smoothly due to the cylindrical shape and the flat bottom of the reaction crucible.
Nach dem Beenden des Schweißvorgangs kann die Tiegelhülle 1 vorteilhaft alle im Verlaufe des Schweißvorgangs angefallenen Abfälle, wie Formenreste, Schlacke usw. aufnehmen, wodurch deren Entsorgung vereinfacht wird.After the welding process has been completed, the crucible shell 1 can advantageously absorb all waste generated during the welding process, such as mold residues, slag, etc., thereby simplifying their disposal.
Die Erfindung ermöglicht es, mit einem wesentlich geringeren Aufwand an Vorrichtungen, Gewicht und Personal auszukommen als bisher.The invention makes it possible to get by with significantly less equipment, weight and personnel than previously.
Es versteht sich, daß die Größe der Tiegelhülle den jeweiligen Schweißerfordernissen angepaßt werden kann.It goes without saying that the size of the crucible shell can be adapted to the respective welding requirements.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29701461U DE29701461U1 (en) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | Reaction crucible for an aluminothermic rail welding device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29701461U1 true DE29701461U1 (en) | 1997-03-27 |
Family
ID=8035175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE29701461U Expired - Lifetime DE29701461U1 (en) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | Reaction crucible for an aluminothermic rail welding device |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE29701461U1 (en) |
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1997
- 1997-01-29 DE DE29701461U patent/DE29701461U1/en not_active Expired - Lifetime
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