DE551997C

DE551997C - Aluminothermic mixture

Info

Publication number: DE551997C
Application number: DEG77954D
Authority: DE
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1929-11-17
Filing date: 1929-11-17
Publication date: 1932-06-08

Description

Bei den bekannten aluminothermischen Verfahren wird das Aluminium als Reduktionsmittel benutzt, um aus Metalloxyden die Metalle abzuscheiden. An Stelle des AIuminiums hat man auch bereits andere Stoffe, wie beispielsweise Silizium und Magnesium, für ähnliche Zwecke verwandt, namentlich in solchen Fällen, wo die Abscheidung des Metalles aus den Oxyden bei Verwendung von Aluminium nicht bzw. nur schwer gelingt. Ferner hat man bereits das Aluminium durch Legierungen oder Verbindungen ersetzt, die aus den reduzierend wirkenden Metallen gebildet werden. So hat man beispielsweise Aluminium-Magnesium, Aluminium-Calcium, Calcium-Silicium, Silicium-Magnesium u. a. als Reduktionsmittel benutzt. Stets bildete bei diesen bekannten Verfahren das Reduktionsmittel einen ErsatzIn the known aluminothermic processes, aluminum is used as a reducing agent used to deposit the metals from metal oxides. Instead of aluminum other substances, such as silicon and magnesium, have already been used for similar purposes, namely in those cases where the deposition of the metal from the oxides when using Aluminum is difficult or impossible to achieve. Furthermore, aluminum has already been replaced by alloys or compounds, which are formed from the reducing metals. So you have, for example Aluminum-magnesium, aluminum-calcium, calcium-silicon, silicon-magnesium and others. used as a reducing agent. In these known processes, the reducing agent was always a substitute

ao des ursprünglich angewandten Aluminiums. Entweder wurde dieses in seiner Gesamtmenge durch ein anderes ersetzt, oder aber es wurde nur zum Teil fortgelassen und dafür ein anderes Reduktionsmittel eingesetzt.ao of the aluminum originally used. Either this would in its entirety replaced by another, or it was only partially left out and instead another reducing agent used.

Man hat auch schon aus Metalloxyd und Aluminium bestehende Zündsätze für aluminotherniische Gemische verwendet, die einen Zusatz von Magnesium enthielten, um die Zündung rasch einzuleiten. Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß es sich hier um normale aluminothermische, lediglich zum Schweißen dienende Gemische handelt, die ganz anderen Bedingungen entsprechen müssen als Zündgemische, da der Zusatz von Reduktionskomponenten in der Menge, wie sie bei Zündgemischen erforderlich ist, bei Schweißgemischen unerwünscht ist. Es werden nur geringe Mengen eines oder mehrerer anderer Metalle oder Metalloide zugesetzt, die zum Sauerstoff eine größere Verwandtschaft als die eigentlichen Reduktionskomponente besitzen, wie z. B. Calcium, Magnesium, Natrium u. a. Diese Zusatzstoffe dienen als Aktivator der aluminothermischen Reaktion. Es ist überraschend, wie schnell sie die Reaktion einleiten und durchführen. Bei dem bekannten aluminothermischen Schweißverfahren, bei dem Eisenoxyde mit Aluminium zur Reaktion gebracht werden und die dabei entstehende Wärme den zu g₀ verschweißenden Werkstoff auf die erforderliche hohe Temperatur bringt, ist an sich die Verwendung von Metallen, die noch eine größere Affinität zum Sauerstoff haben als das Aluminium, wie beispielsweise Magnesium, nicht erforderlich, weil Eisenoxyde durch Aluminium sehr leicht zur Reduktion gebracht und hierbei sehr erhebliche Wärmemengen frei werden. Um jedoch die entwickelten Wärmemengen möglichst weit- g₀ gehend für den Schweißprozeß auszunutzen, muß die Reaktion schnell verlaufen, da sonst bei einem zu langen Reaktionsverlauf durch Strahlung und Leitung zuviel Wärme verlorengeht. Insbesondere ist der schnelle ₆„ Reaktionsverlauf dann erwünscht, wenn aus Gründen der Rentabilität die Menge des aluminothermischen Gemisches möglichst ge-Ignition charges consisting of metal oxide and aluminum have also been used for aluminothernial mixtures which contain an addition of magnesium in order to initiate ignition quickly. In contrast, the invention consists in the fact that these are normal aluminothermic mixtures used only for welding, which must meet completely different conditions than ignition mixtures, since the addition of reducing components in the amount required for ignition mixtures is undesirable for welding mixtures . Only small amounts of one or more other metals or metalloids are added which are more closely related to oxygen than the actual reducing component, such as. B. calcium, magnesium, sodium, etc. These additives act as an activator of the aluminothermic reaction. It's surprising how quickly they initiate and carry out the response. In the known aluminothermic welding process, in which iron oxides are reacted with aluminum and the resulting heat _{brings the material to be welded to g 0} to the required high temperature, the use of metals that have a greater affinity for oxygen than aluminum, such as magnesium, is not required because iron oxides are very easily reduced by aluminum and very considerable amounts of heat are released in the process. However far-g ₀ continuously exploit the developed amounts of heat as possible for the welding process, the reaction must be swift, otherwise lost in a too long course of the reaction by radiation and conduction too much heat. In particular, the fast _six "course of the reaction is desirable when the amount of aluminothermic mixture overall, for reasons of profitability possible

ring sein soll. Die erwünschte Reaktionsbelebung wird nun in der bereits angegebenen Weise dadurch erzielt, daß man dem eigentlichen Reduktionsmittel, nämlich dem AIuminium, geringe Mengen (einige Prozente) solcher Elemente zusetzt, die eine größere Affinität zum Sauerstoff besitzen als das Aluminium, also beispielsweise Calcium, Natrium, Magnesium und andere.ring should be. The desired stimulation of the reaction is now in the already indicated Way achieved by adding the actual reducing agent, namely aluminum, small amounts (a few percent) of such elements are added to the larger Have an affinity for oxygen than aluminum, e.g. calcium, Sodium, magnesium and others.

xo Eine Belebung der Reaktion wäre auch dadurch zu erzielen, daß das zur Reaktion zu bringende aluminothermische Gemisch einen geringen Überschuß an Aluminium erhält. Dieses Verfahren ist jedoch in vielen Fällen xo The reaction could also be stimulated by adding a slight excess of aluminum to the aluminothermic mixture to be reacted. However, this procedure is common in many cases

<5 bei der Schienenschweißung, wie beispielsweise beim Schmelz- bzw. Zwischengußverfahren, nicht anwendbar, weil das entstehende aluminothermische Eisen erhebliche Mengen Aluminium aufnimmt und dadurch spröde wird. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß bei Verwendung von Reduktionsmitteln, die geringe Mengen der oben erwähnten Zusatzstoffe als Aktivatoren enthalten, wohl infolge der gesteigerten Reaktionstemperatur und des beschleunigten Reaktionsverlaufes eine nahezu quantitative Umsetzung zwischen den Oxyden und den Reduktionsmitteln erfolgt und darum sowie auch infolge des Umstandes, daß Magnesium und Calcium und ähnliche Metalle kaum vom Eisen als Legierungsbestandteile aufgenommen werden, nur Spuren von Aluminium bzw. der anderen Zusatzmetalle in das alummothermische Eisen gelangen. Die Folge davon ist eine wesentliche Verbesserung der mechanisch - technischen Eigenschaften des aluminothermischen Eisens, insbesondere dessen Kerbzähigkeit und Schlagfestigkeit.<5 for rail welding, such as in the melting or intermediate casting process, not applicable because the resulting aluminothermic iron is considerable Absorbs aluminum and becomes brittle as a result. Surprisingly, it has now been shown that when using reducing agents which contain small amounts of the above-mentioned additives as activators, probably due to the increased reaction temperature and the accelerated course of the reaction, an almost quantitative one Reaction between the oxides and the reducing agents takes place and therefore and also as a result of the fact that magnesium and calcium and like metals are hardly absorbed by iron as alloy components only traces of aluminum or the other additional metals in the alummothermal Get iron. The consequence of this is a significant improvement in the mechanical and technical properties of the aluminothermic iron, especially its notch toughness and impact resistance.

Claims

Claim:

Aluminothermic mixture used for welding, characterized in that that the normal mixture of the metal and reducing components includes a minor amount of one or more others Metals or metalloids that are more closely related to oxygen than the actual reducing components, such as Calcium, magnesium, sodium and others is added.