Состав термитной смеси Советский патент 1990 года по МПК B23K23/00 C21B15/02 

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 (МдО)у с температурами плавления, зависящими от соотношения оксидов. Опытным путем было установлено, что при содержании оксида бора в шлаке более 23 мас.%, температура плавления бората ниже температуры плавления железа. Высокая теплота сгорания и темпаратура горения смеси, более низкие температуры- плавления и плотности шлака, а тахже большее время пребывания шлака в жидком состоянии, равное 30-45 с для порций 50-200 г, позволяют получить металл без 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 мае. % уменьшается выход металла в слиток вследствие снижения теплоты сгорания смеси и ухудшения условий фазоразделения. При содержании магния менее 20 мас.% снижается калорийность смеси и ухудшаются условия фазоразделения, что уменьшает выход металла в слиток.

С увеличением железной окалины более 61 мас.% снижается калорийность смеси и

ухудшаются условия фазоразделения, что приводит к уменьшению выхода металла в слиток. При содержании железной окалины менее ,% 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 злементов предпочтительно использовать 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 че- рез 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 мето- дом. Смесь размещают так, чтобы при ее сгорании предварительно осуществить подогрев свариваемых деталей, например арматурных стержней, оплавить их торцы, а затем в этом же пространстве сформировать сварное соединение.

В таблице приведены сравнительные данные по выходу металла в слиток и тепло- физические характеристики термитной смеси.

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

Существенным преимуществом термитной смеси является то, что благодаря благо- приятному шлаковому режиму упрощается технология сварочного призводства, так как может проводиться бестигельным методом. Смесь размещают так, чтобы при сгорании осуществить подогрев свариваемых деталей, например арматурных стержней, 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, отличающийся 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.%: Железная окалина50-61

Магний20-24

Оксид бора15-30

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.