RU2578271C1 - Aluminium thermite mixture for welding steel elements and method for aluminium thermite welding of steel elements - Google Patents

Aluminium thermite mixture for welding steel elements and method for aluminium thermite welding of steel elements Download PDF

Info

Publication number
RU2578271C1
RU2578271C1 RU2014140508/02A RU2014140508A RU2578271C1 RU 2578271 C1 RU2578271 C1 RU 2578271C1 RU 2014140508/02 A RU2014140508/02 A RU 2014140508/02A RU 2014140508 A RU2014140508 A RU 2014140508A RU 2578271 C1 RU2578271 C1 RU 2578271C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
aluminothermic
welding
steel elements
weld
Prior art date
Application number
RU2014140508/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Козлов
Виталий Борисович Макаров
Виталий Ильич Коненков
Original Assignee
Александр Сергеевич Козлов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Сергеевич Козлов filed Critical Александр Сергеевич Козлов
Priority to RU2014140508/02A priority Critical patent/RU2578271C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2578271C1 publication Critical patent/RU2578271C1/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: invention can be used for rigid long-term connection by aluminum-thermit welding of steel items, preferably, rails. Aluminum-thermit mixture for welding of steel items contains calcined iron scale, aluminium powder and alloying additives. As alloying additives there are used: ferromanganese and/or ferromolybdenum and/or ferronickel and/or ferrochromium, and/or ferrovanadium. Iron scale is preliminarily crushed and annealed for transfer of metal oxides to highest degree of oxidation. In the mixture there are used fractions of crushed and sintered iron scale, divided on sieves of 0.25 mm, 0.45 mm, 0.65 mm, mixed in a given ratio to obtain maximum thermal effect.
EFFECT: invention ensures a better quality of weld aluminum-thermit weld due to constancy of its composition.
3 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области алюмотермитной сварки стальных элементов, предпочтительно рельсов, и может быть использовано в различных областях техники для жесткого долговременного соединения стальных элементов.The invention relates to the field of aluminothermic welding of steel elements, preferably rails, and can be used in various fields of technology for hard long-term connection of steel elements.

Известен (RU, заявка 97121417, опубл. 10.10.1999) состав алюмотермической смеси, содержащий алюминий, оксиды железа и феррохромную лигатуру, в состав которой входят железо, углерод, кремний и хром, при этом оксиды железа содержат пременные по качественному и количественному составу легирующие примеси.Known (RU, application 97121417, publ. 10.10.1999) is the composition of the aluminothermic mixture containing aluminum, iron oxides and ferrochromic ligature, which includes iron, carbon, silicon and chromium, while iron oxides contain alloys of variable quality and quantity impurities.

Недостатком известного алюмотермитного состава следует признать значительный разброс параметров сварного шва, получаемого с использованием указанной алюмотермитной смеси из-за качественных и количественных различий в ее составе.A disadvantage of the known aluminothermic composition should be recognized as a significant variation in the parameters of the weld obtained using the specified aluminothermic mixture due to qualitative and quantitative differences in its composition.

Известна (GB, патент 1223977, опубл. 01.04.1971) алюминотермитная реакционная смесь для сварки железнодорожных рельсов методом промежуточного литья, содержащая в стехиометрическом соотношении оксиды железа в виде промышленных отходов, металлический алюминий в качестве восстановителя, легирующие добавки в виде ферросплавов и металлов, и стальной наполнитель, при этом для сокращения времени реакции смесь содержит оксид железа и оксиды других металлов в виде пудры.Known (GB patent 1223977, publ. 01.04.1971) an aluminothermic reaction mixture for welding rail rails by the method of intermediate casting, containing in a stoichiometric ratio iron oxides in the form of industrial waste, metal aluminum as a reducing agent, alloying additives in the form of ferroalloys and metals, and steel filler, while to reduce the reaction time, the mixture contains iron oxide and other metal oxides in the form of powder.

Недостатком известной смеси является то, что в используемой в ее составе окалине присутствует закись железа FeO, снижающая качество выплавляемой стали по следующим причинам: истинная температура разливки стали составляет примерно 1550°C; следовательно, пленка закиси железа (FeO), плавящаяся при температуре 1370°C, будет сильно перегрета и, обладая большой жидкоподвижностью, легко проникает в поры формы и вступает в химическое соединение с материалом формы с образованием пригара, образует шлак, пригорающий к отливке, что нарушает качество металла сварного шва. Кроме того, добавка оксида железа в виде пудры не обеспечивает равномерность волны горения, стабильность экзотермической реакции, а сокращение времени реакции нарушает процесс выплавки качественной стали для промежуточного литья. Из-за неравномерного распределения легирующих добавок, а также из-за уноса части этих добавок со шлаком снижается качество выплавляемой стали для промежуточного литья.A disadvantage of the known mixture is that iron oxide FeO is present in the scale used in its composition, which reduces the quality of the steel being smelted for the following reasons: the true temperature of steel casting is approximately 1550 ° C; therefore, a film of iron oxide (FeO) melting at a temperature of 1370 ° C will be very overheated and, having great fluidity, easily penetrates into the pores of the mold and chemically joins the mold material to form a burn, forms slag sticking to the casting, which violates the quality of the weld metal. In addition, the addition of iron oxide in the form of powder does not ensure uniformity of the combustion wave, stability of the exothermic reaction, and the reduction of the reaction time disrupts the smelting of high-quality steel for intermediate casting. Due to the uneven distribution of alloying additives, as well as due to the entrainment of some of these additives with slag, the quality of the smelted steel for intermediate casting is reduced.

Наиболее близким аналогом алюмотермитной смеси разработанного состава можно признать (RU, патент 2446928, опубл. 10.04.2012) алюминотермитную реакционную смесь для сварки железнодорожных рельсов методом промежуточного литья, содержащей в стехиометрическом соотношении оксиды железа в виде промышленных отходов, металлический алюминий в качестве восстановителя, легирующие добавки в виде ферросплавов и металлов и стальной наполнитель, причем в качестве оксидов железа она содержит окалину, модифицированную в полном объеме прокаливанием при температуре в интервале 150-1000°C с одновременной продувкой воздухом, при этом все компоненты смеси перемешаны до равномерного распределения компонентов в объеме смеси и образования связнодисперсной структурированной системы, которая стабилизирована путем вакуумирования в эластичной воздухонепроницаемой упаковке. Предпочтительно известная смесь содержит окалину с однородными по размеру частицами, выбранными из диапазона частиц с размером 0,1-5 мм, обеспечивающими заданную скорость реакции и интервал времени для выплавки стали.The closest analogue of the aluminothermic mixture of the developed composition can be recognized (RU, patent 2446928, publ. 04/10/2012) an aluminothermic reaction mixture for welding rail rails by the intermediate casting method, containing stoichiometric iron oxides in the form of industrial waste, metal aluminum as a reducing agent, alloying additives in the form of ferroalloys and metals and a steel filler, moreover, as iron oxides it contains scale, modified in full by calcination at a rate of a temperature in the range of 150-1000 ° C with simultaneous purging with air, while all components of the mixture are mixed until the components are evenly distributed in the volume of the mixture and the formation of a coherent dispersed structured system that is stabilized by vacuum in an elastic airtight package. Preferably, the known mixture contains scale with uniformly sized particles selected from a range of particles with a size of 0.1-5 mm, providing a given reaction rate and a time interval for steelmaking.

Недостатком известного состава алюмотермитной смеси следует признать разброс параметров получаемого с его использованием сварного шва из-за неоднозначности его состава, который может содержать как окись, так и закись железа в произвольном соотношении, кроме того, неопределенный состав легирующих примесей и металлов не позволяет получить сварной шов с постоянными параметрами.The disadvantage of the known composition of the aluminothermic mixture should be recognized as the spread in the parameters of the weld obtained with its use due to the ambiguity of its composition, which may contain both oxide and iron oxide in an arbitrary ratio, in addition, the indefinite composition of alloying impurities and metals does not allow to obtain a weld with constant parameters.

Данный источник информации использован в качестве ближайшего аналога для объекта изобретения алюмотермитная смесь для сварки стальных элементов.This source of information was used as the closest analogue for the object of the invention aluminothermic mixture for welding steel elements.

Известен (RU, патент 2349433, опубл. 20.03.2009) способ алюминотермитной сварки рельсов с предварительным высокотемпературным подогревом, необходимым для расплавления торцов рельсов после заливки в зазор между рельсами перегретого термитного металла, при охлаждении металла сварного шва ниже 800°C головку рельсов в стыке дополнительно охлаждают воздушно-водяной смесью с целью проведения поверхностной закалки, несколько повышающей твердость металла на поверхности катания.Known (RU, patent 2349433, published March 20, 2009) is a method for aluminothermic welding of rails with preliminary high-temperature heating, which is necessary to melt the ends of the rails after pouring superheated thermite metal into the gap between the rails, when the weld metal is cooled below 800 ° C, the rail head in the joint additionally cooled with an air-water mixture in order to conduct surface hardening, which slightly increases the hardness of the metal on the rolling surface.

Недостатком известного способа следует признать его технологическую сложность, а также недостаточную прочность сварного шва.The disadvantage of this method should recognize its technological complexity, as well as the insufficient strength of the weld.

Известен (RU, патент 2163184, опубл. 20.02.2001) способ алюмотермитной сварки рельсов, при котором устанавливают концы рельсов с образованием между их торцами сварочного зазора, размещают вокруг концов рельсов в зоне сварочного зазора разъемную форму, уплотняют контакт разъемной формы с концами рельсов, устанавливают над формой реакционный тигель, заполненный дозой алюминотермитного состава, нагревают концы рельсов и разъемную форму до температуры в диапазоне (1000-1500)°C, поджигают дозу алюминотермитного состава и разогревают его до образования расплавленного металла, подают из реакционного тигля расплавленный металл в среднюю часть разъемной формы, после заполнения ее нижней части, дополнительно нагревают концы рельсов и залитый в сварочный зазор расплавленный металл до температуры не ниже 800°C в конце подачи расплавленного металла в разъемную форму путем подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками рельсов, выдерживают расплавленный металл до затвердевания и образования сварного шва, удаляют с головки сваренного рельса прибыльную часть сварного шва, после чего затвердевший сварной шов и область, близлежащую к последнему, охлаждают струей сжатого воздуха до температуры (250-300)°C, затем - на воздухе.Known (RU, patent 2163184, publ. 02.20.2001) is a method for aluminothermic welding of rails, in which the ends of the rails are installed with the formation of a welding gap between their ends, a detachable shape is placed around the ends of the rails in the welding gap zone, the contact of the split form with the ends of the rails is sealed, the reaction crucible is filled over the mold, filled with a dose of aluminothermic composition, the ends of the rails and the split mold are heated to a temperature in the range of (1000-1500) ° C, the dose of aluminothermic composition is ignited and heated to form a of molten metal, molten metal is fed from the reaction crucible into the middle part of the split mold, after filling in its lower part, the ends of the rails and the molten metal cast into the welding gap are additionally heated to a temperature of at least 800 ° C at the end of the molten metal feed into the split mold portions of molten metal into the space above the rail heads, the molten metal is held until solidification and the formation of a weld, the profitable part of the welded wire is removed from the head of the welded rail a seam, whereupon the solidified weld seam and the region, close to the latter, the compressed air is cooled to a temperature (250-300) ° C, then - in air.

Недостатком способа является низкая твердость сварного шва, а также сложность технологии. Снижение физико-механических свойств обусловлено медленным охлаждением зоны сварного стыка.The disadvantage of this method is the low hardness of the weld, as well as the complexity of the technology. The decrease in physical and mechanical properties is due to the slow cooling of the weld zone.

Наиболее близким к предлагаемому объекту изобретения способом алюмотермитной сварки стальных элементов можно признать способ ремонта рельсов, применение которого позволяет восстанавливать рельсы железнодорожного пути без удаления их с полотна (RU, патент 2119854, опубл. 10.10.98 г.). Согласно известному способу устанавливают концы рельса на одном уровне с образованием между их торцами сварного зазора, размещают вокруг концов рельсов разъемную форму, нагревают концы рельса и разъемную форму до температуры свыше 1000 до 1500°C, помещают в тигель, установленный над формой алюмотермитную смесь и инициируют горение алюмотермитной смеси, заливают расплавленный металл, получаемый из алюмотермитной смеси, в разъемную форму с подачей части расплавленного металла в среднюю часть сварного зазора после заполнения его нижней части разъемной формы. В конце заливки осуществляют дополнительный нагрев всего места сварки до температуры не ниже 800°C путем подачи последних порций расплавленного металла в пространство над головками концов рельса. После затвердевания расплавленного металла удаляют с головки сваренного рельса прибыльную часть сварного шва.The closest to the proposed object of the invention method of aluminothermic welding of steel elements can be recognized as a method of repairing rails, the use of which allows you to restore the rails of the railway track without removing them from the canvas (RU, patent 2119854, publ. 10.10.98,). According to the known method, the ends of the rail are installed at the same level with the formation of a weld gap between their ends, a detachable form is placed around the ends of the rails, the ends of the rail and the detachable form are heated to a temperature of over 1000 to 1500 ° C, placed in a crucible installed above the form, the aluminothermic mixture and initiate burning aluminothermic mixture, pour molten metal obtained from aluminothermic mixture into a demountable form with a portion of the molten metal feeding into the middle part of the weld gap after filling its lower part split mold. At the end of casting, the entire welding site is additionally heated to a temperature of at least 800 ° C by feeding the last batches of molten metal into the space above the heads of the rail ends. After the solidification of the molten metal, the profitable part of the weld is removed from the head of the welded rail.

Недостатком этого способа является снижение прочности сварного шва при его остывании под действием окружающего воздуха и, как следствие, невыполнение условия равнопрочности восстановленного участка рельса.The disadvantage of this method is the decrease in the strength of the weld when it cools under the influence of ambient air and, as a result, the failure to fulfill the condition of equal strength of the restored section of the rail.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного технического решения, состоит в обеспечении максимального теплового эффекта реакции с алюминием.The technical problem solved by the developed technical solution is to provide the maximum thermal effect of the reaction with aluminum.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении качества алюмотермитного сварного шва за счет обеспечения постоянства его состава.The technical result obtained by the implementation of the developed technical solution consists in improving the quality of the aluminothermic weld by ensuring the constancy of its composition.

Для достижения указанного технического результата применительно к объекту «алюмотермитная смесь» предложено использовать состав алюмотермитной смеси, содержащий железную окалину, предварительно измельченную и прокаленную для перевода оксидов металлов в высшие степени окисления, порошок алюминия и легирующие присадки, причем в качестве легирующих присадок использованы ферромарганец, и/или ферромолибден, и/или ферроникель, и/или феррохром, и/или феррованадий в количестве, обеспечивающем содержание каждого их них в алюмотермитной смеси от 0,1% до 10%, при этом использована железная окалина, разделенная на фракции, смешаные в следующем соотношении: от 0,25 до 0,45 мм 20-35%, от 0,45 до 0,65 - 20-35%, свыше 0,65 мм - 20-40% из условия максимального теплового эффекта.To achieve the specified technical result in relation to the object “aluminothermic mixture” it is proposed to use the composition of the aluminothermic mixture containing iron oxide, pre-crushed and calcined to convert metal oxides to higher oxidation states, aluminum powder and alloying additives, with ferromanganese used as alloying additives, and / or ferromolybdenum, and / or ferronickel, and / or ferrochrome, and / or ferrovanadium in an amount that ensures the content of each of them in aluminothermic mixture si from 0.1% to 10%, with iron scale used, divided into fractions, mixed in the following ratio: from 0.25 to 0.45 mm 20-35%, from 0.45 to 0.65 - 20- 35%, over 0.65 mm - 20-40% from the condition of maximum thermal effect.

Предпочтительно легирующие добавки использованы в виде порошка с размером частиц не более 0,65 мм.Preferably, the dopants are used in powder form with a particle size of not more than 0.65 mm.

Для достижения указанного технического результата при реализации объекта изобретения «способ» предложено использовать разработанный способ, включающий размещение на свариваемых концах стальных элементов литейной формы, нагрев свариваемых концов стальных элементов в течение заданного интервала времени, помещение на литейную форму реакционного тигеля с термитной смесью и заполнение промежутка между концами свариваемых стальных элементов расплавом металла, полученным в тигле путем алюмотермитной реакции, отличающийся тем, что используют алюмотермитную смесь состава, приведенного выше.To achieve the indicated technical result when implementing the object of the invention, the “method” is proposed to use the developed method, which includes placing on the welded ends of the steel elements of the mold, heating the welded ends of the steel elements for a given time interval, placing the reaction crucible with the thermite mixture on the mold and filling the gap between the ends of the welded steel elements by a molten metal obtained in the crucible by aluminothermic reaction, characterized in that zuyut alyumotermitnuyu mixture composition shown above.

Достижение указанного технического результата обусловлено, кроме использования указанных легирующих добавок, использованием только оксидов железа Fe2O3 и Fe3O4, а также фракционированием прокаленной железной окалины, содержащей только высшие оксиды металлов, с использованием смеси фракций, обеспечивающей в каждом конкретном случае максимальный теплотворный эффект реакции с алюминием.The achievement of the specified technical result is due, in addition to the use of these alloying additives, using only iron oxides Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 , as well as fractionation of calcined iron scale containing only higher metal oxides, using a mixture of fractions that provides in each case the maximum calorific value of the reaction with aluminum.

В процессе производства железную окалину измельчают, затем проводят доокисление ее в проходной печи при температуре не ниже 850°C, после чего подвергают разделению на фракции, проходящие через сита 0,25; 0,45; 0,65. Полученные фракции, кроме фракции - менее 0,25 мм - смешивают в пропорции, обеспечивающей максимальный теплотворный эффект. Как отмечено ранее, фракции предпочтительно смешивают в соотношении от 0,25 до 0,45 мм - от 20 до 35%, от 0,45 до 0,65 мм - от 20 до 35, свыше 0,65 - от 20 до 40%. Для создания алюмотермитной смеси обычно используют алюминиевые порошки марок: ПА-1, ПА-2, ПА-3, ПА-4, (Гост 6058-73), АПЖ и АКП по ТУ 1791-99-023-99, Ту-48-5-38-78. Для достижения необходимой твердости алюмотермитного сварного шва используют легирующие присадки: ферромарганец до содержания в алюмотермитной смеси от 0,1 до 10%, ферромолибден до содержания в алюмотермитной смеси от 0,1 до 10%, ферроникель до содержания в алюмотермитной смеси от 0,1 до 10%, феррохром до содержания в алюмотермитной смеси от 0,1 до 10%, феррованадий до содержания в алюмотермитной смеси от 0,1 до 10%. Использование легирующих добавок может происходит как совместно, так и по отдельности или в любом сочетании. Выбор и количество легирующих добавок зависит от назначения свариваемого соединения.In the production process, iron oxide is crushed, then its oxidation is carried out in a continuous furnace at a temperature not lower than 850 ° C, after which it is subjected to separation into fractions passing through 0.25 sieves; 0.45; 0.65. The obtained fractions, except for the fraction - less than 0.25 mm - are mixed in a proportion that provides the maximum calorific value. As noted earlier, the fractions are preferably mixed in a ratio of from 0.25 to 0.45 mm from 20 to 35%, from 0.45 to 0.65 mm from 20 to 35, from above 0.65 from 20 to 40% . To create an aluminothermic mixture, aluminum powders of the following grades are usually used: PA-1, PA-2, PA-3, PA-4, (GOST 6058-73), APZh and AKP according to TU 1791-99-023-99, Tu-48- 5-38-78. To achieve the necessary hardness of the aluminothermic weld, alloying additives are used: ferromanganese to the content in the aluminothermic mixture from 0.1 to 10%, ferromolybdenum to the content in the aluminothermic mixture from 0.1 to 10%, ferronickel to the content in the aluminothermic mixture from 0.1 to 10%, ferrochrome to the content in the aluminothermic mixture from 0.1 to 10%, ferrovanadium to the content in the aluminothermic mixture from 0.1 to 10%. The use of alloying additives can occur both jointly and individually or in any combination. The choice and amount of alloying additives depends on the purpose of the welded joint.

Состав металла алюмотермитого шва (%), обеспечивающий разрушающую нагрузку на сварной стык не менее 135 тонн (1350 кН), приведен в табл. 1.The metal composition of the aluminotherm weld (%), providing a breaking load on the weld joint of at least 135 tons (1350 kN), is given in table. one.

Табл. 1.Tab. one.

Figure 00000001
Figure 00000001

При этом необходимо отметить, что медь и никель поступили в металл сварного шва из железной окалины или как примесь легирующих присадок.It should be noted that copper and nickel entered the weld metal from iron oxide or as an admixture of alloying additives.

Разработанное техническое решение реализуют следующим образом.The developed technical solution is implemented as follows.

Из собранной на металлургическом производстве железной окалины любым известным способом (в частности, магнитный сепаратор) отделяют инородные примеси. Затем отобранную железную окалину измельчают и пропускают через проходную печь, иногда с принудительной подачей воздуха, для перевода всех присутствующих в окалине окислов металлов в высшие формы окисления. Обработаную железную окалину на ситовом разделителе разделяют на фракции 0,25-0,45 мм, 0,45-0,65 мм и свыше 0,65 мм. Для кажого конкретного случая применения алюмотермической сварки стальных элементов (учитывая массу свариваемых элементов, величину зазора между ними, внешние условия и т.д.) составляют наиболее предпочтительную смесь фракций для получения максимального теплового эффекта. В полученную смесь добавляют рецептурное количество порошка алюминия и рецептурные количества легирующих добавок и тщательно перемешивают. Термитная смесь готова к использованию.Foreign impurities are separated from iron oxide collected in the metallurgical industry by any known method (in particular, a magnetic separator). Then, the selected iron scale is crushed and passed through a continuous furnace, sometimes with forced air supply, to convert all metal oxides present in the scale into higher forms of oxidation. The treated iron oxide on a screen separator is divided into fractions of 0.25-0.45 mm, 0.45-0.65 mm and more than 0.65 mm. For each specific application of aluminothermic welding of steel elements (taking into account the mass of the elements to be welded, the gap between them, external conditions, etc.), they constitute the most preferred mixture of fractions to obtain the maximum thermal effect. A prescription amount of aluminum powder and prescription amounts of alloying additives are added to the resulting mixture and mixed thoroughly. The termite mixture is ready to use.

Разработанный способ алюмотермитной сварки будет проиллюстрирован на примере сварки железнодорожных рельсов. Два рельса размещают на одной линии с зазором относительно друг друга. Размещают на свариваемых концах стальных рельсов литейную форму, нагревают внешним источником тепла концы свариваемых рельсов в течение заданного интервала времени до разогрева концов рельсов до температуры не менее 900°C, помещают на литейную форму реакционный тигель с ранее полученной алюмотермитной смесью, инициируют поджиг алюмотермитной смеси с заполнением полученным в тигле путем алюмотермической реакцией расплавом металла из литейной формы промежутка между концами свариваемых стальных элементов с получением сварного шва.The developed method of aluminothermic welding will be illustrated by the example of welding of railway rails. Two rails are placed on the same line with a gap relative to each other. A mold is placed on the welded ends of the steel rails, the ends of the welded rails are heated with an external heat source for a predetermined time interval until the ends of the rails are heated to a temperature of at least 900 ° C, the reaction crucible with the previously obtained aluminothermic mixture is placed on the mold, and the aluminothermic mixture is ignited with filling in the crucible obtained by aluminothermic reaction with a molten metal from the casting mold of the gap between the ends of the welded steel elements to obtain a weld.

Для получения алюмотермитной смеси было использовано железной окалины, прокаленой в проходной печи при 850°C в течение 25 мин фракции 0,25-0,45 мм 2 кг, фракции 0,45-0,65 мм 2 кг и фракции свыше 0,65 мм 4 кг, алюминиевого порошка 2,3 кг, ферромарганца, измельченного до частиц размером 0,65 мм 0,3 кг, феррохрома, измельченного до частиц 0,65 мм 0,1 кг, ферроникеля, измельченного до частиц размером 0,65 мм 0.1 кг, ферромолибдена, измельченного до частиц размером 0,65 мм 0,1 кг. Полученую смесь тщательно перемешали. Свариваемые концы рельсов разместили на расстоянии 25 мм друг от друга, поместили на них литейную форму, с использованием газовой горелки нагрели свариваемые концы рельсов до температуры 900°C. Поместили в литейную форму тигель с 11,9 кг термитной смеси и инициировали горение алюмотермитной смеси. Расплавленный металл заполнил зазор между рельсами с образованием сварного шва. Количественный и качественный состав металла сварного шва приведен в табл. 2.To obtain an aluminothermic mixture, we used iron oxide calcined in a feed furnace at 850 ° C for 25 min, fractions of 0.25-0.45 mm 2 kg, fractions of 0.45-0.65 mm 2 kg, and fractions in excess of 0.65 4 kg, aluminum powder 2.3 kg, ferromanganese, crushed to particles of 0.65 mm size 0.3 kg, ferrochrome, crushed to particles of 0.65 mm 0.1 kg, ferronickel, crushed to particles of 0.65 mm 0.1 kg, ferromolybdenum, crushed to a particle size of 0.65 mm 0.1 kg. The resulting mixture was thoroughly mixed. The welded ends of the rails were placed at a distance of 25 mm from each other, the mold was placed on them, using the gas burner, the welded ends of the rails were heated to a temperature of 900 ° C. A crucible with 11.9 kg of the thermite mixture was placed in the mold and combustion of the aluminothermic mixture was initiated. The molten metal filled the gap between the rails to form a weld. The quantitative and qualitative composition of the weld metal is given in table. 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Полученное сварное соединение не содержит раковин и трещин, прочность на разрыв не менее (1350 кН).The resulting welded joint does not contain shells and cracks, tensile strength not less than (1350 kN).

Claims (3)

1. Алюмотермитная смесь для сварки стальных элементов, содержащая железную окалину, предварительно измельченную и прокаленную для перевода оксидов металлов в высшие степени окисления, порошок алюминия и легирующие присадки, отличающаяся тем, что легирующие присадки выбраны из группы: ферромарганец, ферромолибден, ферроникель, феррохром и феррованадий, и введены в количестве, обеспечивающем содержание каждой из них в алюмотермитной смеси от 0,1% до 10%, при этом использована железная окалина, разделенная на фракции, смешанные в следующем соотношении: от 0,25 до 0,45 мм 20-35%, от 0,45 до 0,65 20-35%, свыше 0,65 мм 20-40% из условия получения максимального теплового эффекта.1. Aluminothermic mixture for welding steel elements, containing iron oxide, pre-ground and calcined to convert metal oxides to higher oxidation states, aluminum powder and alloying additives, characterized in that the alloying additives are selected from the group: ferromanganese, ferromolybdenum, ferronickel, ferrochrome and ferrovanadium, and introduced in an amount that ensures the content of each of them in the aluminothermic mixture from 0.1% to 10%, using iron oxide, divided into fractions, mixed in the following elations: from 0.25 to 0.45 mm 20-35%, from 0.45 to 0.65 20-35%, more than 0.65 mm 20-40% of conditions for obtaining maximum thermal effect. 2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что легирующие добавки использованы в виде порошка с размером частиц не более 0,65 мм.2. The mixture according to p. 1, characterized in that the dopants are used in powder form with a particle size of not more than 0.65 mm 3. Способ алюмотермитной сварки стальных элементов, включающий размещение на свариваемых концах стальных элементов литейной формы, нагрев свариваемых концов стальных элементов в течение заданного интервала времени, помещение на литейную форму реакционного тигля с термитной смесью и заполнение промежутка между концами свариваемых стальных элементов расплавом металла, полученным в тигле путем алюмотермитной реакции, отличающийся тем, что используют алюмотермитную смесь по п. 1. 3. A method of aluminothermic welding of steel elements, including placing on the welded ends of steel elements a mold, heating the welded ends of the steel elements for a predetermined time interval, placing the reaction crucible with a thermite mixture on the mold and filling the gap between the ends of the welded steel elements with a molten metal obtained in a crucible by aluminothermic reaction, characterized in that the aluminothermic mixture according to claim 1 is used.
RU2014140508/02A 2014-10-08 2014-10-08 Aluminium thermite mixture for welding steel elements and method for aluminium thermite welding of steel elements RU2578271C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014140508/02A RU2578271C1 (en) 2014-10-08 2014-10-08 Aluminium thermite mixture for welding steel elements and method for aluminium thermite welding of steel elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014140508/02A RU2578271C1 (en) 2014-10-08 2014-10-08 Aluminium thermite mixture for welding steel elements and method for aluminium thermite welding of steel elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2578271C1 true RU2578271C1 (en) 2016-03-27

Family

ID=55656571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014140508/02A RU2578271C1 (en) 2014-10-08 2014-10-08 Aluminium thermite mixture for welding steel elements and method for aluminium thermite welding of steel elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2578271C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685454C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПроТермит" Processing line for making thermite mixture for rails welding by intermediate casting method
RU2685453C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПроТермит" Method of making a thermite mixture for welding rails by intermediate casting method
CN115255592A (en) * 2022-06-30 2022-11-01 华能国际电力江苏能源开发有限公司 Bimetal welding method based on spontaneous heating induction eddy heating
RU2785707C1 (en) * 2022-04-12 2022-12-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Thermite reaction mixture for railway rail welding

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1223977A (en) * 1968-11-12 1971-03-03 Goldschmidt Ag Th Aluminothermic reaction mixture
EP0637480A1 (en) * 1993-04-19 1995-02-08 R. Stefan Radulescu Apparatus and process for aluminothermic welding
RU2119854C1 (en) * 1997-11-25 1998-10-10 Карабанов Владимир Иосифович Method for aluminothermic welding of rails
RU2425741C1 (en) * 2010-05-05 2011-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Procedure for alumino-thermal rail welding
RU2446928C1 (en) * 2010-08-10 2012-04-10 Закрытое акционерное общество "СНАГА" Aluminothermic reaction mix for welding railway rails by intermediate casting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1223977A (en) * 1968-11-12 1971-03-03 Goldschmidt Ag Th Aluminothermic reaction mixture
EP0637480A1 (en) * 1993-04-19 1995-02-08 R. Stefan Radulescu Apparatus and process for aluminothermic welding
RU2119854C1 (en) * 1997-11-25 1998-10-10 Карабанов Владимир Иосифович Method for aluminothermic welding of rails
RU2425741C1 (en) * 2010-05-05 2011-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) Procedure for alumino-thermal rail welding
RU2446928C1 (en) * 2010-08-10 2012-04-10 Закрытое акционерное общество "СНАГА" Aluminothermic reaction mix for welding railway rails by intermediate casting

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685454C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПроТермит" Processing line for making thermite mixture for rails welding by intermediate casting method
RU2685453C1 (en) * 2018-07-12 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "ПроТермит" Method of making a thermite mixture for welding rails by intermediate casting method
RU2785707C1 (en) * 2022-04-12 2022-12-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Thermite reaction mixture for railway rail welding
CN115255592A (en) * 2022-06-30 2022-11-01 华能国际电力江苏能源开发有限公司 Bimetal welding method based on spontaneous heating induction eddy heating
RU2797469C1 (en) * 2022-08-23 2023-06-06 Александр Сергеевич Козлов Aluminothermic mixture for welding metal elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102277534B (en) Hot rolled steel section for gas cylinders and production method thereof
CN103252597B (en) Hot-setting backing welding flux and preparation method thereof
RU2578271C1 (en) Aluminium thermite mixture for welding steel elements and method for aluminium thermite welding of steel elements
US3702243A (en) Method of preparing deoxidized steel
CN108145341B (en) Heat-resistant welding rod with excellent crack resistance
WO2018018389A1 (en) High-strength microalloyed rare-earth cast steel
WO2019169548A1 (en) Low-strength cast steel micro-alloyed with rare earth
CN102181791A (en) In-situ TiC dispersion-strengthened austenitic heat-resistant steel and preparation method thereof
RU2335564C2 (en) High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite
CN105219992B (en) Method for preparing AlV 55 intermediate alloy
CN1054734A (en) Deposited metal type thermite welding agent for ingot mould repair welding
WO2019169549A1 (en) Cast steel micro-alloyed with rare earth
CN106435378B (en) Superalloy hot-work steel and preparation method thereof
US2387715A (en) Welding materials and processes
CN109047685A (en) A method of preparing steel ingot
SE447549B (en) SET FOR TERMIT WELDING FORMS OF AUSTENITIC MANGANES
Safronov et al. Aluminum-Alloyed Cast Iron with Compact Graphite Inclusions from Fine Production Wastes
US1756054A (en) Process of welding
RU2590772C1 (en) Method for production of aluminium cast iron
CN111118327A (en) K3Mg2Cl7Preparation method of (1)
RU2797469C1 (en) Aluminothermic mixture for welding metal elements
RU2599464C2 (en) Charge and method for aluminothermic production of chromium-based alloy using said charge
US4363658A (en) Process for combined production of metal alloys and zirconium corundum
JP5453480B2 (en) Cast iron billet for thixocasting and manufacturing method thereof
RU2673252C1 (en) Method of manufacturing composite material with aluminum matrix - steel deoxidizer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161009

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20171006

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190206

Effective date: 20190206

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191009