ТЕРМИТНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИСТЫХ ЧУГУНОВ
THERMAL MIX FOR PRODUCTION OF SILICON IRON

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности и может быть использовано при производстве литых заготовок из кремнистых чугунов.
Известны, широко применяющиеся в технологических процессах сварки и литья термитные смеси на основе материалов, содержащих окисленное железо и сильные восстановители [1]. Недостатком этой термитной смеси является невозможность получения кремнистых чугунов в связи с тем, что в составе термитной смеси отсутствуют материалы, содержащие кремний и углерод.
2
3
К предлагаемой термитной смеси наиболее близка термитная смесь, включающая окалину легированной стали, α-АlО и алюминий [2].
Недостатком указанной термитной смеси является невозможность образования жидких разделяющихся между собой продуктов процесса СВС, одним из которых является расплав кремнистого чугуна.
Заявляемое изобретение направлено на безотходный вариант проведения процесса СВС с получением кремнистого чугуна и корундовых бетонных смесей, что позволит повысить эффективность утилизации дисперсных отходов машиностроении и металлургии.
2
Технический результат заключается в получении кремнистых чугунов следующего состава: 0,6-1,4% С, 12-14% Si, 0,8% Mn, используемых для изготовления фасонных изделий, испытывающих напряжения не более 100 МПа, обладающих твердостью до 400 единиц по Бринеллю и скоростью коррозии в растворах кислот менее 10 г/(м×ч); технический результат заключается также в рециклинге отходов технологических процессов машиностроения и металлургии.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Термитная смесь для получения кремнистых чугунов включает железную окалину, силуминовую и графитовую стружку.
Компоненты имеют следующее соотношение,  (мас.%):
железная окалина
64-73,9
силуминовая стружка
26-34
графитовая стружка
0,1-2
В качестве железной окалины применяются кузнечная и термическая окалина, пыль, улавливаемая из газов, отходящих из печей плавки железоуглеродистых сплавов, шламы электрохимической и электроэрозионной обработки.
Предлагаемая термитная смесь является исходной шихтой для получения фасонных изделий из кремнистых чугунов. В связи с тем, что в качестве ее компонентов используются дисперсные отходы машиностроения и металлургии, повышается эффективность и экономичность производственных процессов в народном хозяйстве страны и решаются экологические проблемы. В результате протекания процесса СВС в предлагаемой термитной смеси получатся полезные в технологических процессах машиностроения и металлургии продукты при отсутствии отходов.
Термитная смесь готовится в мешалке любого типа и засыпается в формообразуюшую оснастку, выполненную из графита. Далее инициируется процесс СВС любым из известных способов. В результате образуется фасонное изделие из кремнистого чугуна и шлак, как материал для получения корундовых бетонных смесей.
Кремнистые чугуны имеют ферритную металлическую матрицу с включениями графита. По этому признаку можно определить принадлежность исследуемого сплава к кремнистым чугунам. В результате исследований была определена доля графита в структуре металла от общего количества углерода в сплаве. Экспериментальные данные представлены в таблице.
№ опыта
Количество железной окалины,  (мас.%)
Количество силуминовой стружки,  (мас.%)
Количество графитовой стружки,  (мас.%)
Количество свободного углерода от общего количества углерода, %
1
65
28
9
89
2
68,5
25
1,8
0
3
63
27
1,6
0
4
75
30,5
0,3
75
5
67
29
0,6
76
6
72
33
1,4
92
7
69
35
0,8
0
8
64
32
0,2
71
9
68
34
1,2
91
10
71
30
0,4
78
11
71,5
28,5
0
0
12
74
26,5
1,9
0
13
70
31
1
91
14
66
32,5
2,2
0
15
73
26
0,1
89
Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод о том, что если содержание (мас.%) какого-либо компонента в термитных смесях выходит за рамки заявленного, то есть для железной окалины 64-73,9, для силуминовой стружки 26-34 и для графитовой стружки 0,1-2, то в структуре получаемого сплава свободного углерода нет (опыты №2, 3, 7, 11, 12, 14), то есть образуется структура, не позволяющая отнести получаемый материал к кремнистым чугунам.
Таким образом, предлагаемый состав термитной смеси позволяет получать кремнистые чугуны, решая при этом проблему утилизации дисперсных отходов машиностроения и металлургии.
Источники информации, принятые во внимание
1. А.С. СССР №1611651.
2. Патент РФ №2081731.