DE705001C - Aluminiumhaltiger Heizstoff - Google Patents

Description

• Aluminiumhalti-,er Heizstoff Die Erzeugung hoher Temperaturen durch Umsetzung von Aluminiumpulvern mit Metallpulvern ist durch die Erfindung der Thermite bekanntgeworden. Das -Wesen dieser Erfindung besteht darin, daß durch die chemische Umsetzung von Aluminium mit entsprechenden Metalloxyden im Verhältnis der chemischen Umsetzungsgewichte genügende Temperaturen erzeugt werden, um nicht nur die frei werdenden Metalle zu schmelzen und als Regulus unter der Schlacke anzusammeln, sondern auch den Regulus genügend lange flüssig zu erhalten, um ihn in Gußformen zu gießen. Bei dieser Erfindung war die Metallerzeugung wesentlich, während die Wärmeausnutzung nur eine nebensächliche Bedeutung hatte. Für eine große Zahl technischer Zwecke ist es aber erforderlich, große Mengen Wärme und hohe Temperaturen zur. Verfügung zu haben, ohne daß ein besonderer Wert auf die Reduktion eines Metalls gelegt wird. Bisher hat man für diese Zwecke auch Thermite verwendet und es in Kauf genommen, daß das Umsetzungsgemisch sich bei der Umsetzung im Volumen fast um die Hälfte verkleinerte. Der Gedanke liegt nun nahe, fast reines Aluminiumpulver unter Ausnutzung des Luftsauerstoffes zu verbrennen, weil dieses .ohne Beigabe von Metalloxyden fast in doppelter Menge eine Volumeneinheit ausfüllt. Folgerichtig müßten diese reinen Aluminiumpulvermengen, wenn es gelänge, sie mit dem Sauerstoff der Luft zu verbrennen, die doppelte Menge an Kalorien auf die Volumeneinheit hervorbringen wie die aus Metalloxyden und Aluminiumpulvern hergestellten Thermitgemische.
• Die Verbrennung reiner Aluminiumpulver und Granalien führt zur Sinterung und zum Einschmelzen der Metallpulver bzw. Granalien, wodurch nur ein unvollkommener Abbrand und geringer praktischer Nutzen erzielt wird.
• Man hat nun versucht, die Aufgabe dadurch zu lösen, daß Aluminiummetallpulver mit Superoxyden vermischt und im Verhältnis :dazu überschüssiges Aluminiumpulver der Mischung beigefügt wurde. Diese Mischung gibt einen Glühstoff, der erst infolge der Umsetzung der Superoxyde mit einem Teil der Aluminiumpulver rotglühend wird. In der Rotglut überzieht sich das Gemisch mit einer Schmelzhaut, und der restliche Aluminiumgehalt bildet unter Weißglut mit den vorhandenen umgesetzten Oxyden eine aschenartige Schlacke. Ob hierbei der Sauerstoff der Luft tatsächlich die Rolle bei der Erzeugung der Weißglut spielt, die ihm zugeschrieben wird, muß dahingestellt bleiben. Die sichtbare Bildung einer oxydischen, die Oberfläche .der ganzen Masse überziehenden Schmelzhaut spricht mehr dafür, daß die Weißglut eine Folge der Entstehung von Aluminaten durch Utnsetzung der in der Masse vorhandenen Oxyde ist. Außerdem tritt fast gar keine Rauchbildung auf, ein Beweis dafür, daß die entstehende Weißglut an der untersten möglichen Temperaturgrenze für Weißglut liegt, bei der noch keine Verdampfung von Aluminiummetall stattfindet. Die Verwendung von Pulvern ist insofern nachteilig, als das dichte Aufeinanderliegen der Teile den Sauerstoffzutritt erschwert, trenn nicht gar unmöglich macht. Infolgedessen ist der Glühstoff bisher auch nur in kleinen Würfeln für untergeordnete Heizzwecke hergestellt worden. Auch ist die Teilung des Verbrennungsvorganges in einen Anglühzustand, auf den der ei`entliche Weißglutzustand bzw. Verbrennungszustand folgt, unzweckmäßig, weil bei der stufenweisen Verbrennung die erzeugte Wärmemenge größtenteils durch Strahlung verloren,-eh t.
• Die neue Erfindung vermeidet alle diese Nachteile. An Stelle der Pulver verwendet sie Granalien (Handelsgrieß) und erreicht dadurch, daß größere Zwischenräume zwischen den einzelnen Bestandteilen die Luft leichter -zutreten lassen. In seiner Zusammensetzung besteht das Heizgemisch aus 6o bis 9o% Aluminiumgranalien (Handelsgrieß), denen bis zu 2oo'o Magnesiumgranalien bzw. Drehspäne aus Magnesiumlegierungen mit q. bis 100`o Aluminium zugesetzt «-erden.
• Dieser Zusatz von Magnesiumgranalien ist kennzeichnend für den neuen Heizstoff. Das Magnesium besitzt eine größere Verwandtschaft zum Sauerstoff und eine größere Reaktionsgeschwindigkeit als das Aluminium. Infolgedessen regt es die Aluminiumgranalien zur Reaktion an. Durch den Zusatz von Magilesiumgranalien wird erreicht, daß der neue Heizstoff ohne Vorwärmung sofort nach dem Anbrennen mit heller Weißglut unter Bildung eines weißen Rauches abbrennt und eine porige volumenbeständige Schlacke hinterläßt. Die große Reaktionsfähigkeit des Magnesiums bedingt aber, daß die Gemische im Gegensatz zu dem Glühstoff stets abgebunden werden müssen, damit die Form gewahrt bleibt und

  der Magnesiumabbrand das Heizgemisch nicht

  auseinandertreibt.

  Das Bindemittel kann nun ganz rein als

  solches oder in Mischung mit anderen Stoffen

  beigefügt werden. Bei der Herstellung der ab-

  bindenden Bestandteile ist darauf zu achten,

  daß sie für sich oder im Gemisch mit anderen

  Bestandteilen bei der Reduktion schwer

  schmelzbare Schlacken ergeben. Diese Bedin-

  gung führt zur Anwendung von angefeuch-

  tetem Gips, Oxyden und Silicaten. Die Ab-

  bindung dieser Gemische kann auch durch

  organische Stoffe, wie Kleber, Naphthalin,

  Harze, Schellack, Asphalt und ähnliche Stoffe,

  erfolgen. Auch können die organischen Be-

  standteile, soweit sie verkoken, für sich als

  Abbinder benutzt werden.

  Beim Abbrand verdampfen die organischen

  nicht verkokenden Bestandteile, während die

  Sulfate, Silicate oxydische schwer schmelzbare

  Rückstände bilden, welche, weil sämtliche

  Bindebestandteile als feine Pulver oder in Lö-

  sung benutzt werden, ein feines, die Alumi-

  niumkörner auseinanderhaltendes gitterför-

  miges Skelett hinterlassen.

  Diese Heizstoffe können nun zu jedem tech-

  nischen Zweck benutzt «-erden, der die An-

  wendung hoher Temperaturen erfordert, ins-

  besondere aber können sie dazu dienen, Ther-

  mitgemischen zur Erzeugung schwer schtrnelz-

  barer Metalle und Metallegierungen Zusatz-

  wärme zuzuführen.

Claims (1)

1. PATLNTANSPRUCIi Aluminiumhaltiger Heizstoff, der mit Luftsauerstoff verbrennt und hauptsächlich zur Erhitzung von Thermitgemischen zur Darstellung schwer schmelzbarer Metalle sowie von Metallen, Legierungen und anderen Stoffen dient, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Mischung von 6o bis 9o% Aluminiumgranalien, bis zu 20% Magnesiumgranalien und einem Bindemittel, z. B. einem Metalloxyd, Silicat, Gips, oder einer organischen Verbindung, wie Kleber, Naph-. thalin, Harzen, Mastix oder Schellack, besteht.