Principe van aluminothermie

Aluminothermie is een chemisch principe waarmee hoge temperaturen kunnen worden geproduceerd door een reactie die exotherm is, wat betekent dat er warmte wordt geproduceerd. Deze reactie wordt verkregen op metalen met aluminiumpoeder en wordt in gang gezet door de verbranding van een magnesiumlont die wordt ontstoken door een vonk of vlam. Eenmaal gestart, kan dit proces niet worden gestopt en moet het worden voltooid door de volledige verbranding van de gebruikte metalen. De toevoeging van water, of zelfs volledige onderdompeling, kan deze reactie niet stoppen.

De verkregen temperatuur ligt boven het smeltpunt van de gebruikte metalen en dicht bij hun kookpunt. De temperatuur kan tussen 1800 en 3500°C liggen, afhankelijk van het metaal of de legering die aan de reactie wordt blootgesteld.

Door aluminothermie kunnen metalen samensmelten, een eigenschap die vooral voor industriële toepassingen wordt gebruikt.

Gebruik van aluminothermie als een proces voor het winnen van metalen uit ertsen

Veel mineralen komen van nature voor in de vorm van oxiden. Voorbeelden hiervan zijn ijzer, zink, chroom, mangaan en vanadium. Ze moeten worden bewerkt om de metalen te winnen die in de industrie worden gebruikt. Een mogelijk proces is aluminothermie, en meer specifiek de oxidatiereductie die door deze techniek wordt gegenereerd. Het staat ook bekend als een redoxreactie.

Het is een chemische reactie die bestaat uit een volledige overdracht van zuurstofmoleculen (en dus oxidatie) van het metaal dat de reactie ondergaat naar het aluminium.

Het erts wordt gemengd met aluminiumpoeder in specifieke verhoudingen en er wordt een verbranding gecreëerd door middel van een magnesiumlont die de reactie op gang brengt.

Er vindt een smeltproces plaats waarbij de zuurstof door het aluminium wordt opgenomen. Aan het einde van het proces verandert het erts in een zuiver metaal en wordt het aluminium geoxideerd.

In dit proces wordt het aluminium de "oxidant" genoemd, terwijl het erts, dat zijn zuurstof afgeeft, de "reductant" wordt genoemd.

Voorbeelden van metalen en legeringen die gelast kunnen worden en hun smelt- en kooktemperatuur:

  • Messing: 900°c / 2300°c (ongeveer)
  • Brons: 890°C / 2250°C (ongeveer)
  • Koper: 1084°C / 2567°C
  • Roestvrij staal: 1400°c / 2600°c (ongeveer)
  • Staal: 1450°c / 2650°c (ongeveer)
  • Gietijzer: 1820°c / 3000°c (ongeveer)
  • IJzer: 1535°C / 2750°C

NB: Voor legeringen variëren deze temperaturen afhankelijk van het koolstofgehalte en andere componenten.

Voor een optimale aluminothermische reactie is een precieze dosering nodig, afhankelijk van het gebruikte metaal. In het geval van ijzer is de ideale verhouding 74,7%, waaraan 25,3% aluminiumpoeder wordt toegevoegd.

Gebruik van aluminothermie voor zijn oxidatie-reductie eigenschappen

Naast deze eigenschap om metaal uit een erts te halen, maakt de oxidatie-reductie die gepaard gaat met de aluminothermische reactie het mogelijk om een geoxideerd metaal terug te brengen in zijn oorspronkelijke zuivere vorm, volgens hetzelfde principe als hierboven beschreven. Als gevolg hiervan maakt thermietlassen het bijvoorbeeld mogelijk om een koperen kabel aan een stalen paal te lassen, zelfs als beide elementen sterk geoxideerd zijn. Tijdens de reactie wordt de zuurstof in het roestige metaal gevangen door het aluminium. Hierdoor wordt het metaal geregenereerd, waardoor een perfecte assemblage mogelijk is zonder dat een spoor van oxidatie de geleidbaarheid beïnvloedt.

Deze redox-toepassing is nuttig voor alle lassen op metalen die zich buiten bevinden en blootgesteld zijn aan de elementen, waar een goede geleiding vereist is, zoals :

Kabels, strips, koperplaten, roosters, platte of ronde vertinde koperen vlechten, roestvrijstalen of koperen grondpennen, metalen balken.

Deze artikelen zijn verkrijgbaar bij Maltep en worden gebruikt voor aardverbindingen, bliksembeveiliging, verbindingen met metalen frames, enz.

Ze kunnen worden gebruikt door een breed scala aan vakmensen, waaronder elektriciens, timmerlieden in constructiestaal, dakdekkers en verzinkers, en mogelijk door alle bouw- en civieltechnische vakmensen.

Wat is thermietlassen?

Wijzigen om deze tekst te wijzigen

Thermietlassen is een proces voor het verbinden van twee metalen onderdelen door moleculaire fusie, met behulp van een chemische reactie die bekend staat als thermiet.

Deze techniek is vooral bekend voor het verbinden van spoorrails, maar wordt ook toegepast in de scheepsbouw, in elektrische transformatoren en de bedrading van hoog- en middenspanningslijnen, voor kathodische bescherming en in de metaalconstructie in het algemeen.

Het produceert een assemblage van hoge kwaliteit die vrijwel onverwoestbaar, poreus en zeer goed bestand tegen oxidatie is. De onderdelen worden volledig homogeen samengevoegd. Het is een techniek die bijzonder betrouwbare en duurzame lassen produceert.

Bovendien profiteert aluminothermisch lassen van uitzonderlijke algemene eigenschappen, zoals :

  • Hoge geleidbaarheid, bestand tegen stroompieken en kortsluiting.
  • Uitstekende mechanische weerstand.
  • Opmerkelijke weerstand tegen zoute atmosfeer.

Het proces vereist geen andere energie dan de energie die door de chemische reactie zelf wordt geproduceerd. Het lassen kan dus volledig autonoom op locatie worden uitgevoerd.

De kwaliteiten van aluminothermisch lassen betekenen dat het onder andere kan worden gebruikt om alle soorten blanke kabels aan te sluiten, met name die voor aarding, aarding en bliksembeveiliging.

Hoe maak je een elektrische verbinding met thermietlassen?

Wijzigen om deze tekst te wijzigen

Om aluminothermisch lassen uit te voeren, moeten eerst de volgende elementen worden samengebracht:

  • een grafietmal aangepast aan de te lassen onderdelen (kabel / plat / grondspies / structuur / andere)
  • toevoegmetaal (laspoeder en ontstekingspoeder)
  • een ontsteker
  • een kaardborstel
  • een schraper
  • een schoonmaakborstel
  • een tang aangepast aan de grootte van de mal
  • afdichtingsmiddel voor bepaalde configuraties

Maltep biedt alle apparatuur die je nodig hebt om op een eenvoudige en toegankelijke manier aluminothermisch lassen uit te voeren aan elektrische aardingskabels, bliksemafleiders in platte of ronde vorm , of om een aardingsgeleider aan te sluiten op een metalen frame of structuur.

Hoe het werkt

Nadat u de te solderen materialen zorgvuldig hebt gereinigd, plaatst u de mal met behulp van de tang en verhit u deze met een brander of soldeerbrander om alle sporen van vocht te verwijderen.

Plaats vervolgens de te solderen geleiders en zorg ervoor dat de malperfect dicht is . Gebruik indien nodig stopverf. Plaats de metalen schijf op de bodem van de mal smeltkroes . Giet vervolgens het toevoegmetaal erin en vervolgens het ontstekingspoeder, waarbij een beetje over de rand van de mal moet vallen om de ontsteking te bevorderen.

Sluit de mal en gebruik de ontsteker om het ontstekingspoeder aan te steken. Houd afstand tijdens de verbranding en draag beschermende uitrusting tijdens de hele operatie, inclusief handschoenen en een vizier of veiligheidsbril.

Ongeveer een minuut na het einde van de verbranding, open je de mal opnieuw en verwijder je de slak met de schraper, borstel en verfkwast.

Het lassen is nu voltooid en de mal kan worden hergebruikt, mits deze schoon en droog wordt gehouden.

close

Verlanglijst