Технология получения стальной шихты алюмотермитной переработкой металлоотходов Автор: Комаров Олег Николаевич Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН, г. Комсомольск-на-Амуре

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ТЕРМИТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗВЕСТНЫЙ ПРОТОТИП – ТЕРМИТНАЯ СВАРКА РЕЛЬСОВ Рис. 1. Установка реактора в зоне заливки Рис. 2. Проведение реакции восставноления металла и заливки стыка рельсов Рис. 3. Результат – металл в зоне сварного шва.

МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМИТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ а. б. в. г. д. е. ж. з. Рис.4. Форма и сравнительные размеры частиц компонентов термитных смесей: а – окалина; б – стружка алюминиевого сплава; в - порошок электродного графита МГ; г – порошок ферромарганца ФМн-75А; д – порошок ферросилиция ФС-45; е – порошок феррохрома ФХ003А; ж – стальная стружка; з – порошок ПС 50/50.

Шлак Поверхность Поверхность раздела раздела(металл-шлак) Термитный металл металл ОСОБЕННОСТИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТАЛИ ИЗ МЕТАЛЛООТХОДОВ Рис. 5. Поверхность раздела (металл-шлак) Рис. 7. Структура получаемого металла Рис. 6. Жидкотекучесть получаемого металла 7, а. 7, б. Восстановленный Восстановленная чугун Ст 45

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОСТИ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМИТНОГО СТЕРЖНЯ МЕТОДОМ ПРОКАТКИ Угловые параметры процесса прокатки порошка: 1 – граница регулирующего действия шибера; 2 – сечение, соответствующее началу уплотнения порошка; 3 – сечение, соответствующее образованию жесткого клина; 4 - нейтральное сечение; 5 – сечение выхода заготовки из валков. αш – угол подачи порошка; αуео=αг – граничный угол подачи порошка; αс=αр – угол прокатки; αп – угол спресовывания; γ – нейтральный угол; αсж – угол упругого сжатия валков. а б

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМИТНЫХ СТЕРЖНЕЙ МЕТОДОМ ПРОКАТКИ В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ электродвигатель; 2 - система понижающих редукторов; 3 - раздаточная коробка; 4 - прокатные валки. Установка имеет габаритные размеры: высота 1,8 м, длина 3 м, ширина 2 м; вес около трех тонн. Производительность в зависимости от состава смеси от 100 до 160 кг в час прессованного стержня. Толщина проката 40 мм. Вращающий момент на прокатных валках достигает 40 кН·м, частота вращения прокатных валков 0,51 м/с 1234

ЭТАПЫ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТАЛИ ИЗ МЕТАЛЛООТХОДОВ Элемент стержня Излом стержня 1 ЭТАП: получение термитного стержня Стенд машины непрерывного восстановления стали 2 ЭТАП: подача термитного стержня в реактор Термитный стержень Активатор реакции Реактор 3 ЭТАП: активация реакции и ход процесса непрерывного восстановления Расплав стали в реакторе Восстановленная сталь

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ 1. Устранение использования жидкого металла полученного в печи; 2. Переработка окалины и стружки металлов: - использование окалины для получения термитного металла; - использование и переработка стружки алюминиевых сплавов до 100%; - использование и переработка стружки черных сплавов до 100%; 3. Получение металла с заданными свойствами; 5. Возможность использования технологических процессов получения металла и металлоизделий вне специализированных производственных подразделений; 6. Экологичность процесса: - сокращение выхода в атмосферу производственных помещений газов, образующихся при расплавлении металла; - сокращение площадей используемых на производстве для складирования отходов производства (окалина, стружка черных и цветных металлов)

ПРАВОВАЯ ЗАЩИЩЕННОСТЬ ТЕХНОЛОГИИ И АВТОРСКИЙ ПРИОРИТЕТ Публикации в журналах: Литейное производство, Заготовительные производства в машиностроении, Литье и метуллургия