Состав термитной смеси

 

Изобретение относится к пирометаллургии и термитной сварке, а именно к составам термитных смесей, и может найти применение в машиностроении, транспортном, промышленном и энергетическом строительстве. Цель изобретения - повышение выхода восстановленного железа за счет улучшения условий разделения металлической и шлаковой фаз. Состав термитной смеси содержит железную окалину, магний и оксид бора при следующем соотношении ингредиентов, мас.% : железная окалина 50-61

магний 20-24

оксид бора 15-30. Наличие оксида бора, образующего бораты с оксидом магния, обеспечивающие большее время пребывания шлака в жидком состоянии, благоприятно влияет на полноту протекания реакций и условия фазоразделения. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644199/31-27 (22) 30.01.89 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета (72) П.Е.Дуденко, Н.M.Ãîëîâèíà, В,С.Бердников, И.Г.Прямикова и Ю.M,Ãðèãîðüåâ (53) 621.791.6 (088.8) (56) Хренов К.К. Сварка, резка и пайка металлов. — М.: Машиностроение, 1970, с. 234.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1232440, кл. В 23 К 23/00, 13.06.84 (54) СОСТАВ ТЕРМИТНОЙ СМЕСИ (57) Изобретение относится к пирометаллургии и термитной сварке, а именно к составам. термитных смесей, и может найти Изобретение относится к пирометаллургии и термитной сварке, а именно к составам термитных смесей, и может найти применение в машиностроении, транспортном, промышленном и энергетическом строительстве при сварке металлов.

Цель изобретения — увеличение выхода железа в слиток путем улучшения условий разделения металлической и шлаковой фаз.

При сгорании термитной смеси в продуктах сгорания образуется оксид магния, который образует с оксидом бора бораты типа (В20з)х ° (M90)y с температурами плавления, зависящими от соотношения оксидов, Опытным путем было установлено, что при содержании оксида бора в шлаке более

23 мас.%, температура плавления бората нижетемпературы плавленияжелеза. Высокая теплота сгорания и темпаратура горе-. ния смеси,. более низкие температуры плавления и плотности шлака, а также большее время пребывания шлака в жидком со,, Ы,, 1611651 А1 (лм В 23 К23/00, С21 В 15/02 применение в машиностроении, транспортном, промышленном и энергетическом строительстве. Цель изобретения — повышение выхода восстановленного железа эа счет улучшения условий разделения металлической и шлаковой фаз. Состав термитной смеси содержит железную окалину, магний и оксид бора при следующем соотношении ингредиентов, мас. %; железная окалина

50 — 61; магний 20 — 24; оксид бора 15-30. Наличие оксида бора, образующего бораты с оксидом магния, обеспечивающие большее время пребывания шлака в жидком. состоянии, благоприятно влияет на полноту протекания реакций и условия фазоразделения. 1 табл. стоянии, равное 30 — 45 с для порций 50-200 r, позволяют получить металл беэ хрупких шлаковых включений.

При уменьшении содержания оксида бора в смеси менее 15 мас.% отсутствует фазоразделение в продуктах сгорания из-за повышения температуры плавления шлака.

При увеличении количества оксида бора более 30 мас.% уменьшается выход металла в слиток вследствие снижения теплоты сгорания термитной смеси. Одновременно ухудшается воспламеняемость смеси.

При содержании магния более 24 мас.% уменьшается выход металла в слиток вследствие снижения теплоты сгорания смеси и ухудшения условий фаэоразделения. При содержании магния менее 20 мас.% снижа-. ется калорийность смеси и ухудшаются условия фазоразделения, что уменьшает выход металла в слиток.

С увеличением железной окалины более

61.мас. снижается калорийность смеси и

1611651 ухудшаются условия фаэоразделения, что приводит к уменьшению выхода металла в слиток. При содержании железной окалины менее

50 мас, уменьшается выход металла в слиток вследствие снижения теплоты сгорания смеси и ухудшения условий фазоразделения.

Термитная смесь может быть использована в качестве основы для получения различных сплавов, содержащих железо, если в нее дополнительно ввести легирующие элементы в свободном состоянии или в виде соединений и сплавов с неметаллами и металлами в виде оксидов, карбидов, силицидов, боридов и ферросплавов. В качестве легирующих элементов предпочтительно испольэовать углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, ванадий, молибден, вольфрам и редкоземельные металлы.

Для приготовления термитных смесей использовались компоненты, удовлетворяющие требованиям следующих нормативных документов: железная окалина типа

27А ГОСТ 2787-75; порошок магниевый марок МПФ-3 и МПФ-4 ГОСТ 6001-79; оксид бора ГОСТ 10068-62.

Приготовление смесей осуществлялось в безопасном смесителе. Сухие компоненты. в количестве, г: железная окалина 570; магний 230; оксид бора 200, просеиватели через металлическую сетку с восемью отверстиями на 1 см, загружатели в смеситель и перемешивали в течение 10 — 12 мин.

Термитные смеси с другим соотношением компонентов готовили по аналогичной технологии.

Термитную сварку можно проводить по методике, отличной от традиционной. Сжигание смеси проводится непосредственно в сварочной камере, т.е. бестигельным MGTQдом. Смесь размещают так, чтобы при ее сгорании предварительно осуществить подогрев свариваемых деталей, например арматурных стержней, сплавить их торцы, а затем в этом же пространстве сформировать сварное соединение.

5 В таблице приведены сравнительные данные по выходу металла в слиток и теплофизические характеристики термитной смеси.

Из данных, представленных в таблице, 10 видно, что термитная смесь позволяет увеличить выход металла в слиток на 25-50 и получить слиток беэ хрупких шлаковых включений. Это обусловлено суммарным действием ряда факторов: увеличением

15 Осгор в 1,3 — 1,6 раза, снижением температуры плавления шлака в 1,3 раза, уменьшением плотности шлака в 1,25 раза, увеличением времени фазоразделения более чем в 2,5 — 4 раза.

20 Существенным преимуществом термитной смеси является то, что благодаря благоприятному шлаковому режиму упрощается технология сварочного призводства, так как может проводиться бестигельным методом.

25 Смесь размещают так, чтобы при сгорании осуществить подогрев свариваемых деталеи, например арматурных стержнеи, оплавить их торцы, а затем в этом же пространстве сформировать сварное соединение.

Формула изобретения

Состав термитной смеси преимущественно для сварки, содержащий железную окалину, магний и оксид бора, о т л и ч а ю35 шийся тем, что, с целью увеличения выхода железа в наплавленный металл путем улучшения условий разделения металлической и шлаковой фаз, состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас. :

40 Железная окалина 50 — 61

Магний 20-24

Оксид бора 15-30

1611651

%" e4о ЮОЕ

О»И» -IAVCV

CV - LA n СС» .—, o o с »

OO LA л Ою

LA LA ф сч Ю - О) Q с0 сч о

I»

Ф

X о

E о

z

5 о

Ос о ООО ффо

n&en oю!

oot nÎ оо

LA O C»»

ОФО с » "Ю

LA LA О

LO c4 сч

l» о о и

Ф

X а с

Ф с оо ооо © -фоф п C4 CD с» д с», Оол,счо

ОО I олаф

Q) Ю счсч Ю

cbo M cv n

s и

Ф

X и зЯ с»

Е с

Ф

CL.

OLOo ЮОО

С Ф» Ю с Ф с » сс» с сс»

О о«л n» о оф ооф см с» с»с о сср с, I I сч Ф

Ф

I2i

z

X с» с

X о

hC

0с

s фс о ООЮ

LA Cb сС» С»» О, С

n N cV n g) Ср» оосо счо оос» вол

C»» c с. с о

LA С 4 С » о о о, X

3 о

Iс» о

Л с О О О O ос»

«с"»сс» о

Ою«ф =no оо с»»

coл- ф см с » с.» с о

CII с» о и»счсч л с ъ о

X

Л с

s о

ЮЮ >сс» .-» о о о е о о с"э е сс»о» о» " ч - . с »Осчсс»о с"»с с»оф -no с »

- Ф М»

Ф CV м дс и

CO

Ф

z о с

О

Ф

X

М а

ФО

О Ф»

0и

I» и х Ф

3E v

С

sx

45 а 4 с.и. И. иФ

I5 W Е

О О .< и 0 . о «ас»

„О Ос c o>

Б аc(Zй» - - aсс»

l х

1Я

z с

Ф

IX

)s Ф у и о

s

Ф Ф у

И L»

m x с» 0) Ф и х

III " " К

l2 В:

Ф о Фх о

QmhC z

Х щ О

Ф С»х с,»

» щ т и с и

Ф О

I- S

О <ОФ асс

WehC I- E m