UA52962A - Metallothermic reactor - Google Patents
Metallothermic reactor Download PDFInfo
- Publication number
- UA52962A UA52962A UA2001129089A UA2001129089A UA52962A UA 52962 A UA52962 A UA 52962A UA 2001129089 A UA2001129089 A UA 2001129089A UA 2001129089 A UA2001129089 A UA 2001129089A UA 52962 A UA52962 A UA 52962A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- cast iron
- metal
- reactor
- chamber
- thermite
- Prior art date
Links
- 238000005275 alloying Methods 0.000 abstract description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000003832 thermite Substances 0.000 description 14
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-AKLPVKDBSA-N Iron-59 Chemical group [59Fe] XEEYBQQBJWHFJM-AKLPVKDBSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 235000013522 vodka Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до ливарного виробництва, а саме до обладнання металотермії і може бути 2 використаний при терміновому виготовленні чавунних заготовок, а також при термітному зварюванні матеріалів у ремонтних цехах.The invention relates to foundry production, namely to metallurgical equipment and can be used in urgent production of cast iron blanks, as well as in thermite welding of materials in repair shops.
Найбільш близьким до запропонованого є металотермічний реактор |1), який являє собою реакційну камеру для проведення металотермічної реакції горіння терміту. В нижній частині камери є отвір, прикритий запобіжною пластинкою.The closest to the proposed one is the metal-thermal reactor |1), which is a reaction chamber for the metal-thermal reaction of burning thermite. In the lower part of the camera there is a hole covered by a safety plate.
Недоліками вищевказаного металотермічного реактору є те, що його конструкція не забезпечує досягнення достатньо повного модифікування і одночасно ефективного легування чавуну.The disadvantages of the above-mentioned metal-thermal reactor are that its design does not ensure the achievement of sufficiently complete modification and at the same time effective alloying of cast iron.
Завдання винаходу полягає у вдосконаленні конструкції металотермічного реактору, який забезпечував би краще засвоювання легуючих елементів і модифікаторів (у основному це модифікатори складу ферум-силіцій-магній-рідкісноземельні метали) та підвищення міцності зварного шва, що дає значну економію як 12 модифікаторів так і легуючих елементів.The task of the invention is to improve the design of the metal-thermal reactor, which would ensure better assimilation of alloying elements and modifiers (mainly these are modifiers of the composition of ferrum-silicon-magnesium-rare earth metals) and increase the strength of the weld seam, which gives a significant saving of both 12 modifiers and alloying elements .
Поставлене завдання досягається таким чином, що металотермічний реактор, який містить верхню камеру для проведення металотермічної реакції з отвором, прикритим запобіжною пластинкою, що розчиняється із закінченням реакції, який відрізняється тим, що додатково містить нижню камеру для проведення розчинення компонентів з високою ступінню випалювання і закінченням процесу легування та пізнього модифікування сплаву.The task is achieved in such a way that the metal-thermal reactor, which contains an upper chamber for carrying out a metal-thermal reaction with an opening covered by a safety plate that dissolves with the end of the reaction, which is characterized by the fact that it additionally contains a lower chamber for carrying out the dissolution of components with a high degree of burning and ending alloying process and late modification of the alloy.
Перевага запропонованого металотермічного реактора полягає в тому, що він дає можливість після протікання рідкого чавуну через нижню камеру з лігатурою - ферум-силіцій-магній-рідкісноземельні метали, досягти кращого засвоювання легуючих елементів та модифікаторів з відповідною їх економією, а також підвищувати якість і міцність зварного шва.The advantage of the proposed metal-thermal reactor is that it makes it possible to achieve better assimilation of alloying elements and modifiers with their corresponding saving, as well as to increase the quality and strength of the welded seam
На фіг.1 приведена схема металотермічного реактору, де 1 - верхня камера, 2 - нижня камера, З - « пластинка, що розділяє камери, 15 - запобіжна пластинка нижньої камери (або металева сітка), 4 - порожнина для термітного зварювання, 5 і 6 - чавунні деталі, що підлягають зварюванню.Fig. 1 shows a diagram of a metal-thermal reactor, where 1 is the upper chamber, 2 is the lower chamber, C is the plate separating the chambers, 15 is the safety plate of the lower chamber (or metal mesh), 4 is the cavity for thermite welding, 5 and 6 - cast iron parts to be welded.
Металотермічний реактор працює наступним чином - у верхній камері 1 проходить металотермічна реакція горіння фероалюмінієвого терміту і розчинення у термітній сталі графітового порошку, а також розділення с рідких продуктів реакції на металічну і шлакову фази. При цьому шлакова фаза спливає, а рідкий чавун «(о збирається у нижній частині камери і пропалює тонку пластинку 3. Час пропалювання пластини, залежить від її товщини і повинен бути достатнім для повного розділення двох рідких фаз у камері 1. Камера 2 служить для о проведення інмолд-процесу - пізнього модифікування чавуну і, одночасно, його легування силіцієм та іншими Га елементами. Розчинення пластини З приводить до виливання рідкого сплаву у порожнину зварювання 4, де і проходить оплавлення перегрітим термітним чавуном зварюваних чавунних деталей 5 і 6, а після охолодження і о тверднення всієї системи - міцне їх зварювання.The metal-thermal reactor works as follows - in the upper chamber 1, the metal-thermal reaction of burning ferroaluminum thermite and dissolution of graphite powder in thermite steel, as well as separation of the liquid products of the reaction into metal and slag phases takes place. At the same time, the slag phase floats, and liquid cast iron collects in the lower part of the chamber and burns a thin plate 3. The time for burning the plate depends on its thickness and should be sufficient for the complete separation of the two liquid phases in chamber 1. Chamber 2 serves for carrying out the inmold process - late modification of cast iron and, at the same time, its alloying with silicon and other Ha elements. The dissolution of plate Z leads to the pouring of liquid alloy into the welding cavity 4, where the welded cast iron parts 5 and 6 are melted by superheated thermite cast iron, and after cooling and about the hardening of the entire system - their strong welding.
Таким чином, запропонований металотермічний реактор дозволяє досягати кращого засвоювання легуючих елементів та модифікаторів з одночасним підвищенням міцності зварного шва. « й Запропонований металотермічний реактор також дає можливість отримувати якісні виливки, проводити -о якісне зварювання чавунних заготовок з економією легуючих елементів. с Приклад конкретного використання. На фіг.2 зображена схема металотермічного реактора для зварювання :з» чавунних деталей, де 1 - верхня камера, 2 - нижня камера, 3 - пластина, 4 - порожнина для термітного зварювання, 5, 6 - чавунні деталі з СЧ20 товщиною 2Омм, 7 - двокамерний реактор, 8 - отвір, 9 - формувальна суміш, 10 - пінополіуретан, 11 - стержень з отвором, 12 - суміш терміту та графітового порошку, 13 - сл 395 вертикальний ливарний канал, 14 - опока. Чавунні деталі 5 і 6 заформовують у піщано-глиняну суміш 9, при цьому щілина між ними (шириною - 20 - ЗОмм) заповнюється пінополіуретаном 10. Чавунні деталі 5, 6 і ко поліуретановий прошарок 10 прикриваються опокою з формувальною сумішшю 9, яка має рівні лади. У верхній с напівформі передбачається канал 13, на якому встановлюється двокамерний реактор 7. У формувальній суміші виготовляється тимчасовий отвір 8, через який подається полум'я газової горілки. Це полум'я пропалює (о) 50 пінополіуретановий прошарок 10, розжарює торці чавунних деталей 5 і 6 та прогріває порожнину термітного "з зварювання 4, а одночасно і канал 13, верхню 1 та нижню 2 камери реактору. Після завершення операції прожарювання у камеру 2 закладається лігатура ферум-силіцій-магній-рідкісноземельні метали і стержень 11 з отвором, який перекривається тонкою пластиною зі сталі (як варіант - алюмінієвого або титанового сплаву).Thus, the proposed metal-thermal reactor allows achieving better assimilation of alloying elements and modifiers with a simultaneous increase in weld strength. The proposed metal-thermal reactor also makes it possible to obtain high-quality castings, to carry out high-quality welding of cast iron blanks with economy of alloying elements. c An example of specific use. Fig. 2 shows the scheme of a metal-thermal reactor for welding cast iron parts, where 1 is the upper chamber, 2 is the lower chamber, 3 is the plate, 4 is the cavity for thermite welding, 5, 6 are cast iron parts with SCh20 thickness 2 Ohm, 7 - two-chamber reactor, 8 - hole, 9 - molding mixture, 10 - polyurethane foam, 11 - rod with a hole, 12 - a mixture of thermite and graphite powder, 13 - sl 395 vertical casting channel, 14 - furnace. Cast iron parts 5 and 6 are molded into a sand-clay mixture 9, while the gap between them (width - 20 - 3 mm) is filled with polyurethane foam 10. Cast iron parts 5, 6 and a polyurethane layer 10 are covered with a brick with a molding mixture 9, which has equal laths . In the upper half-form, a channel 13 is provided, on which a two-chamber reactor 7 is installed. A temporary opening 8 is made in the molding mixture, through which the flame of gas vodka is fed. This flame burns (o) 50 polyurethane foam interlayer 10, heats the ends of cast iron parts 5 and 6 and heats the thermite cavity "from welding 4, and at the same time the channel 13, the upper 1 and lower 2 reactor chambers. After the completion of the firing operation in chamber 2 a ferrum-silicon-magnesium-rare-earth metal ligature and a rod 11 with a hole covered by a thin plate of steel (as an option - aluminum or titanium alloy) are laid.
Після цього у камеру 1 засипається суміш терміту і графітового порошку 12. Проводиться розігрів чавунних 59 деталей 5 і б горілююю приблизно до 250"С. Суміш підпалюється термітним сірником (для цього можна в. застосовувати запалювальні порошки магнію чи титану, які у свою чергу підпалюються звичайним сірником).After that, a mixture of thermite and graphite powder 12 is poured into the chamber 1. The cast iron 59 parts 5 are heated and burned to approximately 250°C. The mixture is ignited with a thermite match (for this, you can use magnesium or titanium ignition powders, which in turn are ignited an ordinary match).
Приблизно через 20 - 25 секунд після початку технологічної операції синтезу сплаву і зварювання пластина З пропалюється термітним чавуном, який виливається у нижню камеру реактора 2, розчиняючи на своєму шляху лігатуру ферум-силіцій-магній-рідкісноземельні метали, і стікає через канал 13 у порожнину зварювання. 60 Окислений після прогріву шар чавуну на торцях чавунних деталей 5 та 6 частково відновлюється розплавом чавуну, що містить силіцій. Чавунні деталі міцно приварюються одна до одної в результаті їх оплавлення перегрітим чавуном і його твердіння.Approximately 20 - 25 seconds after the start of the technological operation of alloy synthesis and welding, plate Z is burned with thermite cast iron, which flows into the lower chamber of reactor 2, dissolving the ferrum-silicon-magnesium-rare earth metal ligature on its way, and flows through channel 13 into the welding cavity . 60 After heating, the oxidized layer of cast iron on the ends of cast iron parts 5 and 6 is partially restored by molten cast iron containing silicon. Cast iron parts are firmly welded to each other as a result of their melting with superheated cast iron and its hardening.
Результати дослідження зварного шва показано у табл.The results of the welding seam are shown in table.
Техніко-економічна ефективність бо Високоміцний чавун, виготовлений у даному металотермічному реакторі запропонованим способом у З -4 рази дорожчий за чавун, виплавлений традиційними технологіями. Економічний ефект досягається тільки при застосуванні винаходу для виготовлення ремонтного литва в умовах майстерень та інших виробничих приміщень не пристосованих для звичайних методів плавки або, навіть, у польових умовах.Technical and economic efficiency because High-strength cast iron produced in this metal-thermal reactor by the proposed method is 3-4 times more expensive than cast iron smelted by traditional technologies. The economic effect is achieved only when the invention is applied for the production of repair castings in the conditions of workshops and other production facilities not adapted for conventional melting methods or even in field conditions.
Кількість глобуляр-ного графіту у структурі | Твер-дість, НВ ю ви, вв-еБ! ло; вої 4 "Механічні властивості визначено на стандартних зразках діаметром 10мм ""Відбілу немаThe amount of globular graphite in the structure | Tver-dist, NV yu you, vv-eB! lo 4 "Mechanical properties are determined on standard samples with a diameter of 10 mm ""There is no bleaching
Винахід може бути використаний у ливарному виробництві та у ремонтних цехах при терміновому отримуванні сплаву, а також для зварювання чавунів і для виготовлення або живлення чавунних виливків при застосуванні технології екзотермічних ливарних додатків. Очікуваний економічний ефект за оцінковими даними перевищує 500тис. гривень на рік.The invention can be used in foundry production and in repair shops for urgently obtaining an alloy, as well as for welding cast iron and for the production or feeding of cast iron castings when using the technology of exothermic foundry applications. According to the estimated data, the expected economic effect exceeds 500,000. UAH per year.
Джерела інформації 1. Фасонное лите из термитной сталі /Фасонное литье из термитной стали/ Золковер М.3., Гридунов А.С.,Sources of information 1. Shaped casting from thermite steel /Shaped casting from thermite steel/ Zolkover M.3., Hrydunov A.S.,
Бьільницкий-Бируля С.О. и др. - М.: Дориздат, Издательство дорожной технической литературьі. ГуммосдораByilnytskyi-Birulya S.O. and others - M.: Dorizdat, Publishing house of road technical literature. Gummosdora
МВД СССР, М., 1950. 274с. - прототип.USSR Ministry of Internal Affairs, Moscow, 1950. 274p. - a prototype.
Ф ормула винаходу «Formula of the invention "
Металотермічний реактор, який містить верхню камеру для проведення металотермічної реакції з отвором, прикритим запобіжною пластинкою, що розчиняється із закінченням реакції який відрізняється тим, що суA metal-thermal reactor, which contains an upper chamber for carrying out a metal-thermal reaction with an opening covered by a safety plate that dissolves at the end of the reaction, which is characterized by the fact that the
Зо додатково містить нижню камеру для проведення розчинення компонентів з високим ступенем випалювання і закінчення процесу легування та пізнього модифікування сплаву. ке, ши | | | Що (о)Zo additionally contains a lower chamber for the dissolution of components with a high degree of firing and the end of the alloying process and late modification of the alloy. ke, shi | | | what (about)
Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2003, М 1, 15.01.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і с з5 науки України. ю - . и? 1 іме) се) (о)Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2003, M 1, 15.01.2003. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. I - and? 1 name) se) (o)
Ко) 60 б5Ko) 60 b5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2001129089A UA52962A (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Metallothermic reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2001129089A UA52962A (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Metallothermic reactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA52962A true UA52962A (en) | 2003-01-15 |
Family
ID=74173486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2001129089A UA52962A (en) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | Metallothermic reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA52962A (en) |
-
2001
- 2001-12-27 UA UA2001129089A patent/UA52962A/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
UA52962A (en) | Metallothermic reactor | |
RU2465361C1 (en) | Aluminothermic method for obtaining metals, and melting furnace for its implementation | |
US3603374A (en) | Methods of producing large steel ingots | |
JPS6158532B2 (en) | ||
UA53051A (en) | Method of thermit welding of cast irons | |
GB1181663A (en) | Production of Ingots by Electroslag Remelting Processes | |
RU2277456C1 (en) | Method of producing dopediron alloy from industrial wastes | |
RU2549820C1 (en) | Method for aluminothermic obtainment of ferroalloys | |
RU2367540C2 (en) | Method of receiving of steel castings | |
JPS6111702B2 (en) | ||
RU2367539C2 (en) | Method of receiving of steel castings | |
RU2262415C1 (en) | Method of producing iron alloy from production waste | |
RU2302475C2 (en) | Method of production of ingots on base of refractory metals by vacuum autocrucible arc melting | |
CA1045335A (en) | Method for the centrifugal casting of metallic blanks | |
US2870005A (en) | Process for heating the head of an ingot of molten ferrous material | |
SU1079681A1 (en) | Method for prducing master alloy | |
RU2446215C2 (en) | Nitrogen-alloyed steel making method | |
JPS63134622A (en) | Exothermic agent and electric furnace steel making method | |
RU2336972C1 (en) | Method of electroslag casting of charge barstocks from wastes of heat-resistant nickel alloys | |
RU2186856C1 (en) | Composite blend for smelting alloyed steels | |
RU2405045C2 (en) | Method of autoclave production of chemically active materials and device to this end | |
RU2404018C2 (en) | Method of producing continuous section-shaped billet from thermit steel | |
SU429881A1 (en) | METHOD OF OBTAINING CENTRIFUGAL PIPES | |
RU2238995C2 (en) | Method of preparing ferroniobium by out-of furnace reductive smelting | |
JP2003013153A (en) | Method for producing vanadium material |