Mineral de manganeso para la obtención de fundentes para la Soldadura Automática por Arco Sumergido

Resumen

Se realiza la caracterización
química, el análisis térmico diferencial y
termogravimétrico (ATD y TG), la determinación
fásica por difractometría de rayos-X y el
análisis granulométrico del mineral de manganeso
del yacimiento "Margarita de Cambute", en la zona oriental de
Cuba. Sobre la base de los resultados de caracterización
se establece una estrategia de síntesis del fundente,
consistente en definir como premisa básica el rango de
valores de la relación MnO/SiO2. La estrategia planteada
es corroborada al nivel de banco experimental mediante la
obtención de un prototipo de fundente, en horno de arco
eléctrico acoplado a una fuente de corriente continua y la
realización de ensayos de comportamiento
tecnológico del fundente en la soldadura.

Palabras claves: Mineral de manganeso. Soldadura
por arco sumergido. Fundentes fundidos.

Manganese ore to the obtaining fluxes for Submerged Arc
Welding (SAW)

Summary The chemical characterization, the
thermal analysis (ATD and TG), the phases determination by X-ray
diffraction and the granulometric analysis of the manganese ore
from location "Margarita de Cambute" in the eastern part of Cuba
are make. Under the basis of characterization results a flux
synthesis strategy is set up. It consists of the definition of
the range of values of the relation MnO/SiO2 as a basis
principle. This strategy is corroborate by experimental means
though the obtention of a prototype of the flux in an electric
arc furnace connected to direct current and the trials about the
technological behavior of the submerged arc welding.

Key words: Manganese ore. Submerged arc welding.
Fused fluxes.

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(*) Centro de Investigaciones de la Soldadura,
Universidad Central "Marta Abreu" de las Villas, Carretera a
Camajuaní, km 5 ½, Santa Clara, Villa Clara,
Cuba.

(**) Empresa de Transporte, Villa Clara,
Cuba.

Introducción

Entre los fundentes fundidos más ampliamente
utilizados en la soldadura de aceros al carbono se encuentran los
relacionados al sistema de óxidos de alta sílice y
alto manganeso, por considerarse éstos como poseedores de
altas propiedades tecnológicas[1,2]. En Cuba,
tradicionalmente, los fundentes de esta clasificación han
sido los más utilizados en la industria
metal-mecánica y en el sector agrícola. Hasta los
años 90, se destacaba el empleo del fundente AH-348, de
origen ucraniano, y en los últimos años el OK
Flux-1040 y el F-103, suministrados por ESAB (Suecia) y UTP
(Alemania), respectivamente[3]. El mayor campo de
aplicación ha estado relacionado con la fabricación
de domos de calderas de vapor, producción que aún
demanda de un volumen apreciable de fundente, a la vez que se ha
insertado la producción y reparación de balones
para el almacenamiento de gas, constituyendo esta última
una producción perspectiva con posibilidades de
crecimiento[4].

Por otra parte, en Cuba existen yacimientos de minerales
de manganeso, propios para el desarrollo de fundentes de los
tipos mencionados y existen, además, minerales con
contenidos apreciables de sílice, calcio, magnesio,
alúmina, etc., todos ellos factibles de emplear como
materias primas para la fabricación de
fundentes[5-7].

Un aspecto a tener en cuenta, es que para la
producción de estos fundentes no se requieren de altos
costos de inversión, ya que con instalaciones de
pequeña capacidad, de poca complejidad tecnológica,
se puede satisfacer la demanda de una industria dada, o sea que
es factible su aplicación en las condiciones de talleres
convencionales[8,9].

Precisamente, una de las limitantes que ha encontrado el
uso de los minerales de Mn en Cuba, aun cuando posee reservas
significativas, ha sido que la mayor parte de los estudios han
estado dirigidos hacia el sector siderúrgico, que demanda
grandes volúmenes de producción en instalaciones de
alta complejidad y, en consecuencia, altas inversiones de
capital[10-13].

Potenciar procesos, sobre la base de conceptos de
pequeña escala industrial, accesibles desde el punto de
vista tecnológico y de inversión de capital, que
permitan la obtención de nuevos materiales de
ingeniería a partir de recursos naturales propios es una
estrategia válida para países en desarrollo, por
cuanto les permite acceder a tecnologías de avanzada, que
suelen ser más productivas y humanizan el trabajo, como lo
es la soldadura automática por arco sumergido.

El trabajo aborda, como objetivo básico, la
caracterización del mineral de manganeso del yacimiento
"Margarita de Cambute", para definir la estrategia de
síntesis de fundentes del sistema de óxidos
MnO-SiO2 para la soldadura por arco sumergido.

Caracterización del mineral de
manganeso

Análisis Químico

Una muestra representativa de 800 g. de mineral de
manganeso correspondiente al yacimiento "Margarita de Cambute" se
sometió a un proceso de trituración, molienda y
homogeneización hasta obtener un polvo (< 100 (m). De
la muestra homogeneizada se seleccionó 200g para realizar
determinaciones química, térmica y
fásica.