ТЕРМИТНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КРЕМНИСТЫХ ЧУГУНОВ Российский патент 2012 года по МПК B22F3/23 

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.

К предлагаемой термитной смеси наиболее близка термитная смесь, включающая окалину легированной стали, α-Аl₂О₃ 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.

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/(м²×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.

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности и может быть использовано при производстве литых заготовок из кремнистых чугунов. Термитная смесь содержит железную окалину и дополнительно силуминовую и графитовую стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%: железная окалина 64-73,9, силуминовая стружка 26-34, графитовая стружка 0,1-2. Технический результат заключается в безотходном варианте проведения процесса СВС с получением кремнистого чугуна и корундовых бетонных смесей, что позволит повысить эффективность утилизации дисперсных отходов машиностроения и металлургии. 1 табл.

Термитная смесь для получения кремнистых чугунов, содержащая железную окалину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит силуминовую и графитовую стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
железная окалина 64-73,9 силуминовая стружка 26-34 графитовая стружка 0,1-2