Алюмінотермія

Файл:Geschweisster schienenstoss.jpeg

Алюмінотермічне зварювання двох залізничних рейок

Алюмінотермі́я (від алюміній і грец. ϑέρμη ― тепло, жар) ― металургійні процеси, за допомогою яких добувають розплавлені метали без підведення зовнішньої енергії з використанням алюмінію як відновника.

Історична довідка

Алюмінотермічний процес добування металів і сплавів розробив 1859 у Харківському університеті (тепер Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна) вчений М. Бекетов (1827–1911; Україна).

Характеристики

Алюмінотермічний процес ґрунтується на виділенні значної кількості тепла внаслідок відновлення оксидів металічних елементів алюмінієм. Цим досягають високих температур (плюс 2 050–2 500 °С), що уможливлює добування рідких металів і шлаків, їхнє добре розділення, високу швидкість процесу. Основним показником алюмінотермічного процесу є його питома теплота, тобто сумарний тепловий ефект реакцій відновлення оксидів алюмінієм у розрахунку на шихту масою 1 кг. Згідно з правилом, сформульованим С. Жемчужним, алюмінотермічний процес іде самочинно, якщо питома теплота не менша за 2 300 кДж.

Залежно від кількості тепла, що виділяється внаслідок екзотермічних окисно-відновних реакцій, алюмінотермічні процеси поділяють на три групи:

• які відбуваються самочинно;
• які потребують компенсації теплових витрат;
• які потребують надходження значної кількості тепла ззовні.

Процеси першої групи здійснюють у спеціальних горнах, футерованих вогнетривами. У процесах другої групи попередньо нагрівають шихту або використовують термічну добавку до неї (суміш алюмінієвого порошку з оксидами і селітрою). У процесах третьої групи попередньо розплавляють оксиди шихти в дугових електропечах. Електропічним методом добувають 75 % усіх алюмотермічних феросплавів.

Застосування

Алюмінотермічним способом виробляють хром, феросплави ― ферохром, феротитан, феробор, фероніобій, феромолібден, феровольфрам.

В алюмінотермії використовують подрібнений алюміній, розплав якого розпилюють водяною парою, повітрям, азотом або виливають на швидкообертовий диск. Зазвичай розмір частинок алюмінію становить 0,1–0,8 мм.

До переваг алюмінотермічних процесів відносять:

• можливість добування сплавів і технічно чистих металів з низьким умістом вуглецю та домішок кольорових металів;
• простоту апаратурного оформлення процесу, невеликі капітальні витрати;
• простоту добування, зберігання та використання алюмінієвого порошку;
• можливість утилізування в шихті значної кількості відходів металів і сплавів.

Алюмінотермія в Україні

В Україні немає спеціалізованих алюмінотермічних підприємств (станом на 2019), однак алюмінотермію використовують на металургійних заводах: на Запорізькому заводі «Дніпроспецсталь» алюмінотермічним способом виплавляють феромолібден для власних потреб, на Донецькому хіміко-металургійному заводі (м. Волноваха) виготовляють комплексні лігатури для легування спеціальних сталей.

Джерела

ДСТУ 3753 98. Алюміній для розкислення, виробництва феросплавів та алюмінотермії. Технічні умови. Київ : Держстандарт України, 1999. 11 с.

Література

1. Гасик М. И., Лякишев Н. П. Фізикохімія і технологія електроферосплавів. 3-є вид., перероб. і допов. Дніпро : Системні технології, 2009. 494 с.
2. Червоный И. Ф., Бредихин В. Н., Грицай, В. П. и др. Цветная металлургия Украины : в 3 т. Запорожье : Запорожская государственная инженерная академия, 2014. Т. 1. Ч. 1: Металлы и их классификация, обогащение руд цветных металлов, легкие цветные металлы. 380 с.

Автор ВУЕ

В. С. Ігнатьєв

Покликання на цю статтю: Ігнатьєв В. С. Алюмінотермія // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Алюмінотермія (дата звернення: 11.10.2026).

Оприлюднено: 01.12.2019