Гранулированный железоалюминиевый термит



Гранулированный железоалюминиевый термит
Гранулированный железоалюминиевый термит

 


Владельцы патента RU 2506147:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение может быть использовано для термитной сварки, а также для получения термитного железа из его оксидов. Железоалюминиевый термит сформирован в виде гранул с использованием нитроцеллюлозы в качестве связующего, при этом он содержит, мас.%: алюминий 21-23, оксид железа 72-74, нитроцеллюлоза 2-6, флюс Nocolok 0,3-1,0. Термит обеспечивает спокойное протекание реакции горения без разброса исходной смеси. Применение нитроцеллюлозы в качестве связующего и флюса Nocolok позволяет улучшить процесс фазоразделения металла от шлака и увеличить выход чистого металла. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области термитной сварки. Изобретение также может применяться для процессов, связанных с получением чистого железа из его оксидов.

Известен состав термита, состоящий из алюминия 65-75%, оксида железа 15-25% и графита 7-15% [1].

Однако данный состав характеризуется высокой температурой зажигания, малым выходом термитного металла и затруднениями при отделении шлака.

В качестве наиболее близкого прототипа заявленного изобретения принят алюминиевый термит, содержащий алюминий 20-22%, окись-закись железа 60-63% и окись алюминия 15-20% [2].

Недостатком такого состава является плохое фазоразделение металла от шлака.

Техническим результатом, на решение которого направлено настоящее изобретение, является улучшение фазоразделения металла от шлака и увеличение выхода чистого металла.

Требуемый технический результат достигается тем, что железоалюминиевый термит, содержащий алюминий 21-23% и оксид железа 72-74%, по предложению авторов, получают формированием термитной смеси в виде гранул, при этом он содержит синтетическое связующее нитроцеллюлозу в количестве 2-6% и флюс Nocolok в количестве 0,3-1,0%.

Предлагаемый состав гранулированного железоалюминиевого термита используется для получения металла в установках, предназначенных для поджигания термита снизу. Гранулирование существенно увеличивает газопроницаемость термитной смеси и при поджигании снизу не дает форса пламени и исключает разброс термитной смеси и продуктов ее сгорания.

Для приготовления термита используют порошки алюминия и оксида железа в массовом соотношении 1:3. Массовая доля связующего (на сухой вес) составляет 2-6%, а массовая доля флюса - не более 1% от общей массы термита.

Для приготовления термита используют 10% раствор нитроцеллюлозы в ацетоне, который смешивают с порошками алюминия, оксида железа и флюса. После частичного испарения растворителя из полученной смеси изготавливают гранулы размером 5-7 мм методом протирания через сетку, которые высушивают до полного удаления растворителя.

Для получения гранул необходимо введение в шихту нитроцеллюлозы в количестве не менее 2 массовых процентов.

Содержание связующего в количестве от 2% до 6% в гранулах исходной шихты не оказывает существенного влияния на скорость реакции, однако с увеличением его содержания скорость немного возрастает.

Введение связующего в количестве более 6 массовых процентов не является целесообразным, если не ставится задача получения гранул особой прочности.

В таблице 1 приведены примеры композиций термита с указанием ингредиентов, входящих в их состав.

Таблица 1
Примеры композиций термита
Состав
Свойство
Композиция №1 Композиция №2 Композиция №3 Композиция №4
Алюминий, % 21 23 22 23
Оксид железа, % 73 74 73 72
Нитроцеллюлоза, % 5,7 2,3 4,3 4,0
Флюс Nocolok, % 0,3 0,7 0,7 1,0
Массовая скорость горения, г/с 4,7 4,1 4,4 4,0

Горение гранулированного железоалюминиевого термита с использованием в качестве связующего нитроцеллюлозы отличается спокойным протеканием реакции и отсутствием разброса исходной смеси и продуктов реакции.

На фиг.1 показано влияние содержания нитроцеллюлозы на массовую скорость горения гранулированной термитной шихты.

Флюс Nocolok представляет собой эвтектическую смесь фторалюминатов калия KAlF4 и KAlF6 и применяется для пайки алюминиевых сплавов.

Содержание флюса существенно влияет на скорость горения, снижая ее с увеличением содержания флюса. Количество флюса не должно превышать 1%, поскольку это существенно увеличивает вероятность остановки реакции. Рекомендуемое содержание флюса - 0,5% от массы шихты.

На фиг.2. показано влияние содержания флюса Nocolok на массовую скорость горения гранулированной термитной шихты.

Помимо влияния на скорость реакции флюс Nocolok снижает температуру зажигания, улучшает процесс фазоразделения и увеличивает выход чистого металла.

Предложенная совокупность существенных признаков не известна из доступных источников информации уровня техники, из которого явным образом не следует для специалиста по термитной сварки, и может быть серийно воспроизведена в производстве, то есть соответствует критериям патентоспособности.

Литература

1. А.С. СССР №508362, опубл. 17.10.1973, кл. B23K 23/00.

2. А.С. СССР №475234, опубл. 10.04.1972, кл. B23K 23/00.

Железоалюминиевый термит, содержащий алюминий и оксид железа, отличающийся тем, что он получен формированием термитной смеси в виде гранул, при этом содержит дополнительно синтетическое связующее нитроцеллюлозу и флюс Nocolok при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминий 21-23
Оксид железа 72-74
Нитроцеллюлоза 2-6
Флюс Nocolok 0,3-1,0



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано при изготовлении электродов для износостойкой наплавки деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания в сочетании с интенсивными ударными нагрузками.

Изобретение может быть использовано для ручной дуговой сварки деталей и конструкций из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей в строительной, нефтегазовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электродной проволоке, применяемой в электродуговой сварке. Для стабилизации дуги и увеличения срока службы контактного конца электродная проволока для использования в электродуговой сварке содержит металлическую основу электродной проволоки и твердый проводник на поверхностях данной металлической основы электродной проволоки.
Изобретение может быть использовано для сварки или наплавки изделий из 13% хромистых сталей, работающих в условиях высоких нагрузок, повышенного износа и коррозионного воздействия.
Изобретение может быть использовано при получении плавленных сварочных материалов, в частности для основных покрытий сварочных электродов, используемых при электродуговой сварке конструкций из углеродистых и низколегированных сталей в нефтегазовой и других отраслях промышленности.
Изобретение может быть использовано при автоматической сварке или наплавке под флюсом изделий из высоколегированных коррозионно-стойких сталей аустенитного класса.
Изобретение может быть использовано при сварке изделий, работающих при отрицательных температурах. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: пылевидные отходы производства извести 33,9-44,5, пылевидные отходы производства ферросилиция 20,5-31,1, пылевидные отходы производства алюминия 22-27, жидкое стекло 8-13.
Изобретение может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости.
Изобретение может быть использовано при наплавке рабочих поверхностей деталей металлургического оборудования, к которым предъявляются повышенные требования по твердости и износостойкости.
Изобретение относится к пайке, а более конкретно, к флюсам для пайки и лужения особолегоплавкими припоями. .

Изобретение относится к взрывным работам и предназначено для применения в нефтегазовой промышленности в качестве устройства для поджига термитного состава, который приваривает выводы электрохимической защиты (ЭХЗ) к трубопроводам для защиты их от коррозии.

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено для ремонта литых деталей из черных и цветных металлов, имеющих поверхностные дефекты типа открытых раковин, а также деталей, изношенных при эксплуатации и имеющих открытые дефекты типа выбоин, трещин, прогаров.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при проведении ремонтно-восстановительных работ или укладке новых рельсовых плетей бесстыкового пути с применением алюминотермитной сварки при отрицательных температурах окружающей среды.

Изобретение относится к способам обнаружения трещин на металлических поверхностях и устройствам для их устранения с помощью металлотермитной сварки и может быть использовано при ремонте металлоконструкций с открытыми поверхностными трещинами.

Изобретение относится к получению алюминотермитной реакционной смеси для сварки железнодорожных рельсов методом промежуточного литья. .
Изобретение относится к способу алюминотермитной сварки рельсов. .
Изобретение относится к области машиностроения, к термитной сварке соединений, а конкретнее к сварке рельсов с использованием алюминотермитной сварки. .
Изобретение относится к области машиностроения, к термитной сварке соединений, а конкретнее к сварке рельсов с использованием алюминотермитной сварки. .

Изобретение относится к сварке и наплавке, в частности к способам износостойкой наплавки для нанесения защитных покрытий на изделия из титана и титановых сплавов, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания и ударных нагрузок.

Изобретение относится к области термитной сварки, а именно к устройству для термитной сварки стыкового электротягового соединителя с боковой поверхностью головки рельса, и может быть использовано на железнодорожном транспорте.

Способ может быть использован для приварки рельсовых стыковых соединителей фартучного типа РЭСФ-01, предназначенных для обеспечения электропроводности рельсовых стыков на участках железнодорожного пути с электрическими рельсовыми цепями, оборудованными устройствами автоблокировки. В месте привариваемого на рельс соединителя закрепляют складной или цельносварной металлический держатель, содержащий основание с хомутами, охватывающими головку рельса. Устанавливают в держателе сварочную форму и размещают в ней фартук манжеты привариваемого соединителя под углом к боковой грани рельса. Укладывают припой на стык соединителя и боковой грани рельса для предотвращения протекания термитного металла в зазор стыка. Приварку соединителя осуществляют унитарным термитным карандашом с образованием сварочной ванны между боковой гранью рельса и плоскостью фартука соединителя. Способ обеспечивает получение прочных сварочных швов с высокой электропроводностью, не поддающихся коррозии, при этом он не требует высокой квалификации исполнителя и закрытия на время работы железнодорожных путей. 8 ил.
Наверх