ТЕРМИТНАЯ СМЕСЬ
THERMITE MIXTURE

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности и может быть использовано при производстве литых заготовок из графитизированных алюминиевых 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 алюминиевых чугунов в связи с тем, что в составе термитной смеси отсутствуют материалы, содержащие алюминий.
2
3
К предлагаемой термитной смеси наиболее близка термитная смесь [2], включающая окалину легированной стали, α-АlО и алюминий.
Недостатком указанной термитной смеси является невозможность образования жидких разделяющихся между собой продуктов процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), одним из которых является расплав алюминиевого чугуна.
Заявляемое изобретение направлено на повышении эффективности утилизации дисперсных отходов машиностроении и металлургии за счет проведения процесса СВС в безотходном варианте с получением алюминиевого чугуна и корундовых бетонных смесей.
Сущность изобретения заключается в следующем: в состав термитной смеси входят железная окалина, алюминий и графитовая стружка при следующем соотношении компонентов, % (масс.):
железная окалина
69-73;
алюминий
26-29;
графитовая стружка
1-2.
Технический результат заключается в рециклинге отходов технологических процессов машиностроения и металлургии и получении графитизированных алюминиевых чугунов для отливок.
В качестве железной окалины применяется кузнечная и термическая окалина, пыль, улавливаемая из газов, отходящих из печей плавки сплавов на железной основе, шламы электрохимической и электроэрозионной обработки.
Предлагаемая термитная смесь является исходной шихтой для получения фасонных изделий из графитизированных алюминиевых 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 формообразующую оснастку, выполненную из графита. Далее инициируется процесс СВС любым из известных способов. В результате образуется фасонное изделие из графитизированного алюминиевого чугуна и шлак как материал для получения корундовых бетонных смесей.
В результате исследований была определена доля свободного углерода в структуре металла. Этот параметр определяет принадлежность сплава к графитизированным алюминиевым чугунам. Экспериментальные данные представлены в таблице.
№ оп.
Количество железной окалины, % (масс.)
Количество алюминия, % (масс.)
Количество графитовой стружки, % (масс.)
Количество свободного углерода от общего количества углерода, %
1
68
30
2
0
2
69
29
2
80
3
71
27,2
1,8
89
4
73
26
1
75
5
74
25
1
0
6
73
25
2
0
7
72,3
26
1,7
79
8
70,2
28
1,8
83
9
69,4
29
1,6
69
10
69
30
1
0
11
72,5
27
0,5
0
12
70
29
1
85
13
72,5
26
1,5
87
14
72
26
2
84
15
71,5
29
2,5
0
Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод о том, что, если содержание (масс.%) какого-либо компонента в термитных смесях выходит за рамки заявленного, то есть для железной окалины 69-73, для алюминия 26-29, для графитовой стружки 1-2, то в структуре получаемого сплава свободного углерода нет (опыты №1, 5, 6, 10, 11, 15), то есть образуются неграфитизированные чугуны.
Таким образом, предлагаемый состав термитной смеси позволяет получать графитизированные алюминиевые чугуны, решая при этом проблему утилизации дисперсных отходов машиностроения и металлургии.
Источники информации
1. AC СССР №1611651, 1990 г.
2. Патент РФ №2081731, 1997 г.