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19th Symposium on Welding and Materials "COMEC 2025"

XII International Conference on Mechanical Engineering

COMEC 2025

19th Symposium on Welding and Materials

Aluminothermic reduction of residuals and ores to obtain chromium alloyed steel and abrasive ceramics
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Abstract

• Problem: The company Materiales de la Construcción de Villa Clara produces abrasive grains from the ceramics obtained in the aluminothermic processes. As a by-product of the processing, a metal is obtained which, due to its composition, is not usable in the production of parts.

•  Objective: To valorize the metal obtained from aluminothermic processing, adapting it to a low alloy steel that can be used in the manufacture of tools, dies and dies.

•  Methodology
Mixtures composed of mill scale, aluminum shavings, graphite and chromite are processed by aluminothermy, obtaining chromium alloy steel and slag. The results of the process are evaluated from the metal and ceramic yields obtained in the three casts, in relation to their theoretical potential. The ceramic was evaluated in a scratch test to verify its hardness. The metal was characterized to validate its application.

•  Results and discussion
As a result of the aluminothermic processing, a high hardness ceramic, formed mostly by alumina and a low alloy steel, is obtained as products. The high yield of the cast products, compared to the theoretical one, validates the efficiency of the reduction process. The high hardness of the ceramic confirms its application as an abrasive material. The significant chromium and carbon contents confirm its use in tool manufacturing.

•  Conclusions
A low alloy steel was obtained that can be used as a raw material in the manufacture of tools. The ceramics obtained meet the quality requirements necessary for the manufacture of grinding wheels used in the polishing of floors and terrazzo.


Resumen

Problemática: La empresa Materiales de la Construcción de Villa Clara produce granos abrasivos a partir de las cerámicas obtenidas en los procesos se aluminotermia, como subproducto del procesamiento se obtiene un metal que por su composición no es utilizable en la elaboración de piezas.

•    Objetivo:
Valorizar el metal obtenido del procesamiento aluminotérmico, adecuándolo a un acero de baja aleación posible de utilizar en la fabricación de herramientas, matrices y troqueles.

•    Metodología
Mezclas integradas por cascarilla de laminación, viruta de aluminio, grafito y cromita son procesadas mediante aluminotermia, obteniéndose acero aleado al cromo y escoria. Los resultados del proceso son evaluados a partir de los rendimientos de metal y cerámica obtenidos en las tres coladas, con relación a su potencial teórico. La cerámica fue evaluada en un ensayo de rayado para verificar su dureza. El metal fue caracterizado para validar su aplicación.

•    Resultados y discusión
Como resultado del procesamiento aluminotérmico, se obtiene como productos una cerámica de alta dureza, formada mayormente por alúmina y un acero de baja aleación. El alto rendimiento de los productos de colada, frente al teórico, validan la eficiencia del proceso de reducción. La alta dureza de la cerámica confirma su aplicación como material abrasivo. Los contenidos significativos de cromo y carbono confirman su empleo en la fabricación de herramientas.

•  Conclusiones
 Se obtuvo un acero de baja aleación posible de utilizar como materia prima en la elaboración de herramientas. Las cerámicas obtenidas cumplen con los requerimientos de calidad necesarios para la elaboración de muelas abrasivas, usadas en el pulido de pisos y terrazos.


About The Speaker

Anniel Martin Delgado

Ing. Anniel Martin Delgado

UCLV Flag of Cuba

Discussion

Practical Info
Presentation
Spanish / Español
October 23, 2025 2:10 PM
15 minutes
Hotel Meliá Las Dunas
Authors
Ing. Anniel Martin Delgado
Daniel Alejandro Perez Muhiña
Lorenzo Perdomo Gonzalez
Eulogio Amado Ceuz Crespo
Keywords
abrasive; ceramics; aluminothermy; low-alloy steel
abrasivo; cerámica; aluminotermia; acero de baja aleación
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