DD140675B1 - Rauchlose,wasserfreie aluminothermische anwaermmasse - Google Patents
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Description
Rauchlose, wasserfreie alumino thermische Anwä'rm-
masse
Die Erfindung betrifft eine rauchlose, wasserfreie alumino» thermische Masse für die Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe, insbesondere für die Vorwärmung und/oder nachträgliche Wärmehehandlung ran Schweißverbindungen mit dem Ziel der Verbesserung der Güte der Schweißverbindungen«
Zum Vorwärmen metallischer Werkstoffe mit dem Ziel, die Güte einer Schweißverbindung zu vex'bessern, ist es allgemein üblich,
mit einer Gasflamme, mit Induktionserwärmung, r it Widerstandserhitzung oder unter Verwendung von Glühöfen zu arbeiten. Alle diese Verfahren besitzen einerseits den Vorteil der Unweltfreundlichkeit, das heißt, es werden nur im geringfügigen Maße oder gar nicht schädliche Gase, Dampfe oder Stäube frei, andererseits besitzen sie den Nachteil, daß verhältnismäßig große und teilweise auch sehr komplizierte Armaturen mit großem ökonomischem Aufwand erforderlich sind, um das Metall im ausreichenden Maße zu erwärmen»
Das Vorwärmen und/oder die Ylärmenachbehanalung metallischer Werkstoffe wurde deshalb aus wirtschaftlichen Gründen bereits unter Verwendung exotherm reagierender Massen auf aluminothermischer Basis durchgeführt· Alumio thermische Massen zum Vorwärmen, Nachwärmen oder Anwärmen bestehen in bekannter V/eise aus Aluminium, Eisenoxid, Siliziumkarbid, Bindemitteln und Zusatzstoffen, die die Eigenschaften von Moderatoren haben. Die Reaktion zwischen dem Aluminium und Eisenoxid erzeugt die notwendige Wärme, das Siliziumkarbid verhindert, daß ^JLsen ausgeschieden wird» Als Bindemittel wird Y/asserglas oder in Wasser angerührtes Dextrin genommen« Dadurch enthalten die Massen nach dem Trocknen immer noch Wasserreste. Durch das hygroskopische Verhalten von Wasserglas nimmt der Wassergehalt sogar im Laufe der Zeit zu» Diese beeinflussen unkontrolliert die Reaktion, Die Moderatoren dienen dazu, die schlagartige Eaktion zwischen Aluminium und Eisenoxid, zu verlangsamen.
Als Moderatoren wurden bisher Magnesium und/oder Carboxyd— metylzellulose verwendet. Bei der Verwendung dieser Moderatoren tritt als Nebenwirkung bei der Reaktion eine sehr starke Rauchentwicklung auf. Dieser Rauch hindert beim Arbeiten und erfordert zusätzlich Arbeitsschutzmaßnahmen,
Es ist deshalb Ziel der Erfindung, eine aluminothermische Anwärmmasse zu schaffen, welche die wirtschaftlichen Vorteile dieses Aawärmverfahrens mit einem umweltfreundlichen, den maximalen Erfordernissen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes entsprechenden Einsatz, verbindet«
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine аіишіпоthermische Anwärmmasse au entwickeln, deren Moderator gleichzeitig als Bindemittel und zur Formung des aluminothermischen Gemisches dient, dessen Wasseraufnahme verhindert und der beim Keaktionsproaeß keine schädlichen Gase, Dämpfe oder Stäube freisetzt»
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einem an sich bekannten alumino thernid.3oben Gemisch aus Aluminium, Eisenoxid und Siliziumkarbid ein Moderator zugesetzt wird, welcher gleichzeitig als Bindemittel des alumlnothermischen Gemisches und der Formung des jeweils erforderlichen Preßlings dient und der aus einer Nitrosellulosemisohung besteht·
Der erfinderische Effekt tritt bei einer Nitrozellulosemischung ein, die sich aus 20 bis 30 Gew.-^ Nitrozellulose und 70 bis 80 Gew*~$ Lo"sungFyinittein zusammengesetzt, wobei als günstigstes Mischungsverhältnis 25 Gew,-$ Nitrozellulose zu 75 Gew#-% Lösungsmittelanteil gefunden wurde. Als Lb'sungsmittelanteil wird folgende Rezeptur verwendet}
10 bis 15, vorzugsweise 13,5 Gew.-# Alkohol 10 bis 20, vorzugsweise 15,3 Gew»~jS Butanol 17 bis 24, voi-augsweise 20,5 Gew.-$ Butylaaetat und 20 bis 30, vorzugsweise 25,6 Gew»-$ Toluol.
Die Nitrozellulosemischung wird clem aluminothermischen Gemisch in einer Menge von 10 bis 15, vorzugsweise 13 Gew.-^ bezogen auf 100 Gew.~$ aluminothermischen Gemisches, zugesetzt»
4usführungsl)gi8piel
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden»
Vor dem Schweißen müssen Schienenstöße auf 300 bis 400 0G vorgewärmt werden» Entsprechend dem Schienenprofil (Killen- oder Normalschienen) werden Preßlinge mit der erfindungsgemäßen exothermen Masse geformt.
Die Preßlinge bestehen aus einem Gemisch mit folgenden Stoffen!
(Angabe in Gewichts-^) 23,7 # Al-Grieß-Körnung kleiner 0,5 mm 76,3 % Fe2O3, Krönung Staub, fein, mittel bis grob. Körnung kleiner 1,5 mm und bezogen auf das Gesaratgewicht diesel1 Misohurg ein 2usata von I5 $ Siliziumkarbid«, Als Bindemittel und »um Formen des Preßlings wird dem Gemisch eine Nitrozellulosemischung in einer Menge von 13 Gew.-^, bezogen auf 100 Gew»-$ des 'aluminothermischen Gemisches, augegeben,
Die Nitroaellulosemlschung besteht aus 25 $ Nitrozellulose und 75 # Lösungsmitteln, davon 13,5 Alkohol, 13,5 % Butanol, 20,5 % Butylazetat, 25,6 $ Toluol,
Die mit dieser Mischung geformten Preßlinge werden je naoh Volumen drei bis sechs Stunden im Warmluftstrom oder im Ofen getrocknete Die Preßlinge werden auf den Schienenprofilen aufgelegt und zur Reaktion gebracht. Die bei der
Reaktion entstehende Yiärme erhitzt die Schienenprofile in etwa 3 win auf ca. 330 0C.
Im gleichen Sinne ist es auch möglich, aus dem vorstehend genannten Gemisch Preßlinge in Plattenform herzustellen. Diese Plattenpreßlinge 150 χ 90 χ 20 erhitzen eine Stahl~ platte (200 χ 150 x 20 mm) in ca. 3 min auf 300 0C. Bei /fO mm dicken Preßlingen wird nach. 4 min eine Temperatur in der Stahlplatte von 350 0C erreicht.
Claims (3)
1» Kauehlose, wasserfreie aluminothermiscbe Anwärmmasse für die Wärmebehandlung metallischer Werkstoffe, insbesondere im Bereich von Schweißverbindungen, bestehend aus einem Gemisch aus Aluminium, Eisenoxid und Siliziumkarbid, Bindemittel und einem aus einem Zellulosederivat bestehenden Moderator* gekennzeichnet dadurch, daß dem Gemisch aus Aluminium г Bisenoxid und Siliziumkarbid als Moderator wirkende Nitrozellulose zugesetzt wird, die in Lösungsmittel gelöst, gleichzeitig als Bindemittel und zur Formung des Preßlings dient.
2. Aluminothermische Masse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Bindemittel aus 20 bis 30, vorzugsweise 25 Gew. - % Nitrozellulose und 70 bis 80, vorzugsweise 75 Gew. - % lösungsmittel besteht,
3# Alurainothermische Masse nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Lösungsmittel insbesondere in der Zusammensetzung 10 bis 15» vorzugsweise 13,5 Gew. - % Alkohol, 10 bis 20, vorzugsweise 15,3 Gew. - % Butanol, 17 bis 24, vorzugsweise 20,5 Gew. - % Butylazetat und 20 bis ,30, vorzugsweise 25,6 Gew. - % Tolvol in einer Menge von 10 bis 15, vorzugsweise 13 Gew. - %, bezogen auf 100 Gew. - % zugesetzt wird.
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