Obtaining sulfuric acid by the contact method requires the use of catalysts with more than 4 % vanadium, which leave service once spent, requiring storage. On the other hand, the mill scale is generated during the hot rolling process, constituting approximately 2 % of the processed steel. The appropriate combination of these two industrial wastes can be exploited for the extraction of vanadium from the catalysts by the aluminothermic method. The results of the processing of these wastes can be evaluated by means of mass balances and the determination of the heats of the redox reactions involved. This analysis is the main objective of this work. As a result it is obtained that the mixtures of mill scale - catalyst can be processed in proportions from 1 / 0.25 to 1 / 1.5, obtaining alloys with vanadium and silicon contents between 0.6 and 2.69 % and silicon 8.9 and 23.12%, respectively. By means of determination of the reaction heats of the mixtures it was obtained that the amount of heat generated per mass unit exceeds the 550 cal / g barrier, for all the evaluated mixtures.

Para la obtención de ácido sulfúrico por el método de contacto se utilizan catalizadores con más de 4 % de vanadio, los cuales salen de servicio una vez agotados, siendo necesario su almacenamiento. Por otro lado, la cascarilla de laminación se genera durante el proceso de laminación en caliente, constituyendo aproximadamente el 2 % del acero producido. La combinación adecuada de estos dos residuos industriales puede ser aprovechada para la extracción del vanadio de los catalizadores mediante aluminotermia. Los resultados del procesamiento de estos residuales industriales pueden ser evaluados mediante la realización de balances de masa y la determinación de los calores de reacción de la reacciones redox que ocurren. Esta comprobación constituye el principal objetivo del presente trabajo. Como resultado se obtiene que pueden procesarse mezclas de cascarilla de laminación - catalizador en proporciones desde 1 / 0,25 hasta 1 / 1,5, obteniéndose aleaciones con contenidos de vanadio entre 0,6 y 2,69 % y de silicio de 8,9 a 23,12 %. De la determinación de los calores de reacción de las mezclas se obtuvo que para todas las mezclas evaluadas la cantidad de calor generada por unidad de masa supera la barrera de 550 cal/g.

The production of chromium manganese ferroalloys for the use in the development of alloying loads of welding consumables is presented. On the basis of variations in the proportions of the chromium and manganese minerals in the loads, different combinations are established, which allow obtaining multicomponent ferroalloys with composition ranging from 9 to 32 % chromium and from 24 to 65 % manganese. The melting-reduction process is carried out in an electric arc furnace with a graphite crucible and with the presence of coke as a reducing component which guarantees the obtaining of high carbon alloys (5-6 %). The use of the multicomponent ferroalloy in the formulation of welding consumables simplifies and makes cheaper the obtaining of these materials. As result of metallurgical processing, slag formed by the silicon, aluminum, magnesium, manganese and calcium oxides are obtained, which are feasible to use in the production of flux matrices for submerged arc welding process.

Se presenta la obtención carbotérmica de ferroaleaciones al cromo manganeso para su uso en la preparación de cargas aleantes de consumibles de soldadura. Sobre la base de variaciones en las proporciones de los minerales de cromo y manganeso en las cargas metalúrgicas se establecen diferentes combinaciones que permiten obtener ferroaleaciones multicomponentes con rangos de composición para el cromo (9-32 %) y manganeso (24-65 %). El proceso de fusión-reducción se realiza en un horno de arco eléctrico con crisol de grafito y con la presencia de coque como reductor, lo que garantiza la obtención de aleaciones de alto contenido de carbono (5-6 %). El uso de la ferroaleación multicomponente, obtenida en la formulación de consumibles de soldadura, simplifica y abarata la fabricación de estos. Como resultado del procesamiento metalúrgico se obtienen escorias formadas por los óxidos de silicio, aluminio, magnesio, manganeso y calcio, factibles de utilizar en la obtención de matrices de fundentes para soldadura por arco sumergido.

En este trabajo se presenta el estudio de obtención simultánea de FeCr y escorias a partir del procesamiento carbotérmico de cromitas refractarias, para su uso como componentes fundamentales de fundentes para la soldadura por arco sumergido. Para la conformación de las mezclas, se utilizó un diseño de experimentos factorial con relaciones entre componentes. El ferrocromo obtenido contiene entre 50 y 54 % de cromo y entre 5 y 7 % de carbono y más del 95 % de las escorias están formadas por un sistema de óxidos del tipo MgO-Al2O3-SiO2, modificado con CaF2 and CaO. El procesamiento de las mezclas permite recuperar hasta el 76 % del ferrocromo y el 73 % de la escoria. Estos productos representan más del 90 % de los componentes de un fundente de soldadura destinado al relleno superficial.

In this paper, a study of the simultaneous obtaining of FeCr and slag from the carbothermic processing of refractory chromites is reported, both products are used as fundamentals components of fluxes for submerged arc welding. For the formulation of the mixtures is used an experiments factorial design with relationships between components. The obtained ferrochromium contain between 50 and 54 % of chromium and between 5 and 7 % of carbon and more than 95 % are represented by the oxides system MgO-Al2O3-SiO2, modified with CaF2 and CaO. The processing of the mixtures to recover up to 76 % of ferrochrome and 73 % of slag. These products represent more than 90 % of the welding flux components destined for hardfacing.

Abstract The objective of this work was to determine the influence of the relative position of the alloy charge on the electrode coatings on the abrasive wear resistance. For this purpose, three electrodes with similar chemical composition were specially constructed. The electrode variants constructed were differentiated by the position of the alloy charge with respect to the position of the ordinary coating used: internal, external and homogeneous. Structural analyzes and chemical composition of the deposits were carried out. The applied wear test consisted in the determination of the loss of mass and volume during the pin-on-disk test. A hardness test is also included. The coefficients of transfer of each of the fundamental elements of the deposits are obtained from the processing of the chemical analyzes performed. As a result it was obtained that the electrodes with external ferroalloys have greater resistance to wear, taking into account the differences between the losses of mass and volume for the three variants of electrodes. Similar behavior occurs with hardness.

Resumen Como objetivo del presente trabajo se persiguió determinar la influencia de la posición relativa de la carga de aleación en los recubrimientos de electrodos, sobre la resistencia al desgaste abrasivo. Para ello, se construyeron especialmente tres electrodos con similar composición química. Las variantes de electrodo construidas se diferenciaron por la posición de la carga de aleación respecto a la posición del recubrimiento ordinario empleado: internas, externas y homogéneas. Se realizan análisis estructurales y de composición química de los depósitos. El ensayo de desgaste aplicado consistió en la determinación de la pérdida de masa y volumen durante el ensayo de pin sobre disco. Se incluye, además, un ensayo de dureza. Del procesamiento de los análisis químicos practicados se obtienen los coeficientes de transferencia de cada uno de los elementos fundamentales de los depósitos. Como resultado se obtuvo que los electrodos con ferroaleaciones externas poseen mayor resistencia al desgaste, teniendo en cuenta las diferencias existentes entre las pérdidas de masa y volumen para las tres variantes de electrodos. Similar comportamiento ocurre con la dureza.

In spite of having studied and applied electrodes with multiple coatings, in looked up literature the effect of the alloy change position, within the coating of electrodes destined to the hardfacing, on operating behavior has not been sufficiently referred. As objective of work determined the influence of the alloy charge position in the coatings of electrodes destined to hardfacing on the stability of the arc and the power consumption of the process, as from analysis, processing and comparison of electric oscilograms of the welding processes applied itself. For that, a study of the voltage and current wavesgive out by each variant of electrode prepared were accomplished: Same compositions of metallic core, alloy charge and coating; only has been changed the position of alloy charge. As a result, differences in stability and electric consumption of the processare appreciated.

A pesar de haberse estudiado y aplicado electrodos con recubrimientos múltiples, en la literatura consultada no se ha referido suficientemente el efecto del cambio de posición de la carga de aleación, dentro del recubrimiento de electrodos destinados al relleno, sobre su comportamiento operativo. Como objetivo del trabajo se determinó la influencia de la posición relativa de la carga de aleación en la estructura del recubrimiento de los electrodos destinados al relleno superficial sobre la estabilidad del arco y el consumo de potencia, a partir del análisis, procesamiento y comparación de los oscilogramas eléctricos de los procesos de soldadura aplicados. Para ello, se realizó un estudio de los oscilogramas de voltaje y corriente de cada variante de electrodo preparada: mismas composiciones de núcleo, carga de aleación y recubrimiento; solo se cambió la posición en que se encuentran. Como resultado se apreció diferencias en la estabilidad y consumo eléctricos del proceso.

In this work, we studied the vanadium recuperation found in the vanadium catalytic residues from the production of sulfuric acid, by aluminothermy processing method. From the stoichiometry of chemical reactions that must occur, mixtures were prepared and processed in a graphite reactor, conformed by mill scale, spent catalysts and aluminum. They were obtained alloys containing vanadium (0,6 to 1,76%) and silicon (8,90 to 17,7%). The technical feasibility of aluminothermy processing of the catalytic residues at the same time of mill scale and aluminum chip allows the recovery of their metal components and reduces the levels of the environmental pollution.

En el trabajo se estudia la recuperación del vanadio presente en los residuos catalíticos procedentes de la producción de ácido sulfúrico mediante procesamiento aluminotérmico. A partir de la estequiometria de las reacciones químicas que deben ocurrir se conformaron y procesaron mezclas en un reactor de grafito, integradas por; cascarilla de laminación, catalizador agotado y aluminio. Se obtuvieron aleaciones con contenidos de vanadio desde 0,6 hasta 1,76 % y de silicio desde 8,90 hasta 17,70 %. La factibilidad técnica de procesar mediante aluminotermia el residual catalítico junto a la cascarilla de laminación y la viruta de aluminio permite la recuperación de sus componentes metálicos y a su vez reduce los niveles de contaminación ambiental.

The structural constitution and ionic or molecular nature of the glassy matrix in liquid aluminosilicates are governed mainly by the molar ratio O: (Si + Al), and during the welding process affect its thermodynamic, chemical and physical properties as well as in their interactions with the metal droplet and the weld pool. In aluminosilicate fusion, O2-ion interactions with other substances from the unalloyed flux matrix and filler metals and base are of considerable importance during the formation of the weld metal by submerged arc welding process (SAW). In this study, assessing the relation between the classical basicity index and several optical basicity indices using criteria according to Zhang (BOzh), Duffy and Ingram (BO D) and the proposed in this work by the authors (BO P) and also between the BO P and the molar ratio O: (Si + Al) in each matrix. This provides structural-chemical criteria for the matrices and their metallurgical activity. From a thermodynamic analysis one can determine the oxygen amount in the weld metal, which allow to estimate the possible physical and mechanical properties of itself.

La constitución estructural y la naturaleza iónica o molecular de las matrices aluminosilicáticas vítreas en estado líquido están gobernadas fundamentalmente por la relación molar O:(Si+Al), que durante el proceso de soldadura repercuten en sus propiedades termodinámicas, químicas y físicas, así como en sus interacciones con la gota metálica y el baño de soldadura. En fusiones aluminosilicáticas, las interacciones del ión O2-con otras sustancias de la matriz del fundente no aleado y con los metales de aporte y base son de considerable importancia durante la constitución del metal depositado mediante el proceso soldadura automática bajo fundente (SAW). En el presente trabajo, se valora la correspondencia entre los índices de basicidad clásicos y varios índices de basicidad óptica acorde a los criterios Zhang (BO Zh), Duffy e Ingram (BO D) y el propuesto en este trabajo por los autores (BO P), así como también entre BO P y la relación molar O:(Si+Al) de cada matriz. Todo esto brinda criterios estructuro-químicos de las matrices y de su actividad metalúrgica. A partir de un análisis termodinámico se determina la posible cantidad oxígeno en el metal depositado, con lo cual se estima las posibles propiedades físico-mecánicas del mismo.

In the present paper, the shape of fused grains flux CIS-F10, granulated in air and in water, its effect on weld bead geometry and its properties were studied. Grains morphology, properties, fluidity during piling, hygroscopic behavior and the amount of air between the grains during use were analyzed. The application of these procedures showed evidence that flux granulated in air (79.2 % of spherical particles) has fluidity relatively higher (34 %), smaller shape angle (28.8 %) and a lesser intergranular air per volume (28.2 %) than the flux granulated flux in water, despite the decrease in the slope of the humectation curve. The conjugation of these aspects improve penetration (8 %) and a reduction in the width of the heat affected zone (17 %) although neither metallographic nor mechanics (< 1%) differences are shown on the welds. The slag formed in both cases is of constant geometric configuration (4 mm thickness and 25 mm width) with 0.64 flux consumption rate.

En el trabajo se realiza un estudio de la forma de los granos del fundente fundido CIS-F10, tanto granulado con aire, como en agua, la geometría de la soldadura y sus propiedades. Para ello se realiza un análisis morfológico de los granos del fundente CIS-F10, sus densidades, la fluidez que presentan durante su apilamiento, su comportamiento higroscópico y las diferencias entre la cantidad de aire intergranular, durante su deposición sobre las piezas a soldar. La aplicación de estos procedimientos de estudio de materiales evidencia que el fundente granulado con aire (con un 79,2 % de partículas esféricas) posee una diferencia en su fluidez relativamente superior (34 %), una disminución del ángulo de talud (28,8 %) y un menor volumen relativo de aire intergranular (28,2 %), que el fundente granulado en agua, además de una disminución de la pendiente de crecimiento de la curva de humectación. La conjugación de estos aspectos producen una mayor penetración del arco de soldadura (8 %) y un menor ancho medio de la zona de afectada térmicamente (17 %), aunque no se evidencian diferencias en las propiedades metalográficas, ni mecánicas (< 1 %), en las uniones soldadas. La escoria formada en ambos casos es de configuración geométrica constante (espesores de 4 mm y anchos de 25 mm, respectivamente) con una razón de consumo de fundente de 0,64.

In the this paper is presented a conception of the synthesis by sinterización at relative low temperature, of an amorphous cuasiceramic matrix to be used in agglomerated flux in the SAW process. In the design of the cuasiceramic it was made a valuation of the chemical composition of the diferent mineral concentrates (feldspar, zeolite and calcite), as well as of the relationship SiO2/Al2O3 of the alumosilicates. Also, as strategic tools for synthesis were used the phase diagram SiO2-Al2O3-CaO, the basicity and chemical activity indexes and the Temman temperature. It was selected the more appropriate synthesis variant by a valuation of the DRX spectrum of the matrix and a new approach (criterion) on the sinterization grade. Kinetic and thermodynamic valuations of the isothermic absorption process of the humidity (moisture) by the matrix grains are also made. The Langmuir isotherm model was adjusted acceptably to describe the humidity adsorption process by matrix grains. The determination of the values of Langmuir isotherm constants to different relative humidities and temperatures allowed to calculate the values of entalpía, entropy and Gibbs free energy of the adsorption process.

En el presente trabajo se expone una concepción de la síntesis por sinterización, a relativa baja temperatura, de una matriz cuasicerámica amorfa destinada a la confección de fundentes aglomerados para el proceso SAW. Para diseñar la matriz cuasicerámica se hace una valoración de la composición química de los concentrados minerales de feldespato, zeolita y calcita, así como de la relación SiO2/Al2O3 de los alumosilicatos. También, como herramientas estratégicas para la síntesis, se usa el diagrama de fase SiO2-Al2O3-CaO, los índices de basicidad y de actividad química y la temperatura Temman. Mediante valoración del espectro de DRX de la matriz y un novedoso criterio sobre el grado de sinterización se selecciona la variante de síntesis más adecuada. También se hace una valoración cinética y termodinámica del proceso de absorción isotérmica de la humectación por los granos de la matriz. El modelo de las isotermas de Langmuir se ajusta aceptablemente para describir el proceso de absorción de humedad por los granos de la matriz. La determinación de los valores de las constantes de las isotermas de Langmuir a diferentes humedades relativas y temperaturas permitió calcular los valores de entalpía, entropía y energía libre de Gibbs del proceso de adsorción.