Deposition on fixed plate to achieve heat extraction and prevent deformation

Publicado

2024-12-02

Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy

Consumible basado en residuales para recargue por soldadura: una mirada desde la Economía Circular

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v91n234.114284

Palabras clave:

steel slag, rice husk ash, SAW fluxes, hardfacing by welding, circular economy (en)
escorias de acería, cenizas de cascarilla del arroz, fundentes SAW, recargue duro por soldadura, economía circular (es)

Descargas

Autores/as

In the present work, the obtaining of a consumable for the restore parts by welding from the perspective of the circular economy is addressed, using industrial solid residuals (slag from steel production, graphite from fragments of electrodes of arc furnaces) and agroindustrial residuals (ash from the combustion of biomass (rice husk)) and conceiving the non-generation of new solid residuals in the hardfacing process. The conceptual scheme of obtaining a sustainable consumable for hardfacing by Submerged Arc Welding (SAW) is proposed, establishing the internal symbiosis between the obtaining and application processes, as well as the symbiosis of these with external processes and the possibility of introduction to industrial practice. The obtaining of a flux based on residuals and its application in the hardfacing of pieces are experimentally validated, confirming the possibility of recycling the resulting slag.

En el presente trabajo, se aborda la obtención de un consumible para la recuperación de piezas por soldadura desde la perspectiva de la economía circular, empleando residuales sólidos industriales (Escorias de la producción de acero, grafito de fragmentos de electrodos de hornos de arco) y agroindustriales (cenizas de la combustión de biomasa (de cascarilla del arroz)) y concibiendo la no generación de nuevos residuales sólidos en el proceso de recargue. Se propone el esquema conceptual de la obtención sustentable de un consumible para el recargue por Soldadura por Arco Sumergido (SAW, por sus siglas en inglés), estableciéndose la simbiosis interna entre los procesos de obtención y aplicación; así como, la simbiosis de estos con procesos externos y la posibilidad de introducción a la práctica industrial. Se valida experimentalmente la obtención de un fundente a base de residuales y su aplicación en el recargue de piezas, confirmándose la posibilidad del reciclado de la escoria resultante.

Referencias

[1] Quintana-Puchol, R., Gómez-Pérez, C.R., Cruz-Crespo, A. y Perdomo-González, L., Evaluación de matrices vítreas del sistema SiO2-Al2O3-CaO-MgO para fundentes aglomerados a través la basicidad óptica y criterios estructuro-químicos. Soldagem and Inspeção [online]. 16(2), pp. 137-145, 2011. Available at: https://www.scielo.br/j/si/a/KcpttTsRS7ch5njXNwGx4WN/?lang=es&format=pdf DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-92242011000200006

[2] Jerez-Pereira, R., Cruz-Crespo, A., Quintana, R., and Perdomo, L., Aprovechamiento de escorias de fundición de empresas del sector azucarero en la obtención de matriz de un fundente aglomerado para recuperación de piezas del propio sector. Centro Azúcar [online]. 34(2), pp. 43-49, 2007. Available at: http://centroazucar.uclv.edu.cu/index.php/centro_azucar/article/view/555

[3] Cruz-Crespo, A., Perdomo, L., Fernández, R., y Scotti, A., Composición química y microestructura del metal depositado con fundentes obtenidos con empleo de escorias del sistema MnO-SiO2-CaO. Centro Azúcar [online], 44(3), pp. 43-52, 2017. Available at: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2223-48612017000300005

[4] Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L., Quintana-Puchol, R., and Scotti, A., Fundente para recargue por soldadura con arco sumergido a partir de ferrocromo-manganeso y escoria de la reducción simultánea de cromita y pirolusita., Soldagem and Inspeção, 24, art. 2424, 2019. DOI: https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI24.24

[5] Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo, L., Ramírez Torrez, J., and López, R.J., Potencialidades de las escorias de afino del acero en la obtención de un fundente para recargue por soldadura. Centro Azúcar [online]. 45(4), pp. 32-40, 2018. Available at: http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2223-48612018000400004

[6] Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L., Duffus-Scott, A., Ramírez-Torres, J., Fernández-Fuentes, A., y Morales-Torres, M., Efecto de los contenidos de matriz, grafito y ferrocromo- manganeso en fundentes SAW, obtenidos con escorias de acería y cenizas de cascarilla del arroz, sobre la composición química y dureza del metal depositado en una camada. Soldagem and Inspeção, 27(1), pp. 1-10, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI27.11

[7] Najarro-Quintero, R., Desarrollo de un fundente para el recargue por SAW de piezas sometidas a desgaste abrasivo a baja tensión en base a escorias de afino del acero y cenizas de cascarilla del arroz, PhD dissertation, Centro de Investigaciones de Soldadura, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Santa Clara, Cuba, 2023.

[8] Jadán-Solís, K.P., Cruz-Crespo, A., Najarro-Quintero, R., y Perdomo-González, L., Enfoque de economía circular en la obtención de fundentes para el recargue con empleo de escorias. Centro Azúcar [online]. 50(1), pp. 1-9, 2023. Available at: http://centroazucar.uclv.edu.cu/index.php/centro_azucar/article/view/743/847

[9] AWS A5.17. Specification for carbon steel electrodes and fluxes for Submerged Metal Arc Welding. American Welding Society [online]. [online]. 2019. Available at: https://pubs.aws.org/Download_PDFS/A517_A517M_2019_Web_PV.pdf

[10] Arroyo, F.R., La Economía Circular como factor de desarrollo sustentable del sector productivo, INNOVA Research Journal [online]. 3(12), pp. 78-98, 2018. Available at: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6828555 DOI: https://doi.org/10.33890/innova.v3.n12.2018.786

[11] Rodríguez-Martín, J., López-Errasti, O., and Ruiz-de A.L.P., Analysis of the impact of eco-design on the circular economy: a bibliometric analysis of publications in Spain. DYNA, 89(224), pp. 140-147, 2022. DOI: https://doi.org/10.15446/dyna.v89n224.102669

[12] Cardozo-Munar., C.E., Monroy-Perdomo, L., Flórez-Forero, D.F., Rodríguez-Bolivar, L.M. y Alarcón-Pinilla, Y.M., Conceptos de economía circular aplicados al sector agropecuario cundiboyacense Saponina en la provincia de Ubaté, Revista Universidad y Sociedad [online]. 15(1), pp. 269-276, 2023. Available at: https://rus.ucf.edu.cu/index.php/rus/article/view/3539/3482

[13] Romero-Perdomo, F., Carvajalino-Umaña, J.D., López-González, M., Ardila, N., and González-Curbelo, M.A., The private sector's role in Colombia to achieving the circular economy and the Sustainable Development Goals. DYNA, 90(228), pp. 9-16, 2023. DOI: https://doi.org/10.15446/dyna.v90n228.107721

[14] Guadagnino, P., Cantone, L., Conte, P., Pocina, G., Matarazzo, A., and Bertino, A., Techniques of reuse for slags and flakes from the steel industry: a circular economy perspective. Procedia Environmental Science, Engineering and Management [online]. 5(2), pp. 93-99, 2018. Available at: http://www.procedia-esem.eu/pdf/issues/2018/no2/11_Guadagnino_18.pdf

[15] Branca, T.A., Colla, V., Algermissen. D., Granbom, H., Martini, U., Morillon, A., Pietruck, R., and Rosendahl, S., Reuse and recycling of by-products in the steel sector: recent achievements paving the way to circular economy and industrial symbiosis in Europe. Metals, 345(10), pp. 2-18, 2020. DOI: https://doi.org/10.3390/met10030345

[16] Sithole, N.T., Tsotetsi, N.T., Mashifana, T., and Sillanpaa, M., Alternative cleaner production of sustainable concrete from waste foundry sand and slag. Journal of Cleaner Production, 336, art. 130399, pp. 1-11, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.130399

[17] ASTM E3. Standard guide for preparation of metallographic specimens. American Society for Testing and Materials [online]. 2011. Available at: https://www.academia.edu/35989703/ASTM_E_3_01_Standard_Guide_for_Preparation_of_Metallographic_Specimens_1

[18] ASTM E407. Standard practice for microetching metals and alloys, American Society for Testing and Materials [online]. 1999. Available at: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/4313805/mod_resource/content/1/NORMA_ASTM_ATAQUE_E407-99.28400.pdf

[19] Perdomo-González, L., Rodríguez-Pérez, M., Quintana-Puchol, R., Cruz-Crespo, A., Gómez-Ríos, I., Alfonso-López, I., González-Cabrera, O., Gómez- Pérez, C., and Herrera-Artiles, A., Procesamiento pirometalúrgico de minerales y desechos sólidos industriales para la obtención de productos de utilidad industrial. Anales de la Academia de Ciencias de Cuba [online]. 12(2), pp. 118-125, 2022. Available at: http://www.revistaccuba.cu/index.php/revacc/article/view/1118/1372

[20] AWS A 5.13. Specification for surfacing electrodes for shielded metal arc welding. American Welding Society [online]. 2010. Available at: https://pubs.aws.org/Download_PDFS/A5.13-A5.13M-2010PV.pdf

[21] Haiko, O., Kaikkonen, P., Somani, M., Valtonen, K., and K€omi, J. Characteristics of carbide-free medium-carbon bainitic steels in high-stress abrasive wear conditions. Wear, 456–457, art. 203386, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wear.2020.203386

[22] Allibert, M., Gaye, H., Geiseler, J., et al., Slag atlas. Verein Deutscher Eisenhuttenleute (VDEh), Germany, [online]. 1995. Available at: https://dokumen.tips/download/link/slag-atlas-55d475ae27209.html

Cómo citar

IEEE

[1]
A. E. Bernal-Gutiérrez, C. I. Ulloa-Méndez, R. Najarro-Quintero, A. Cruz-Crespo, L. Perdomo-González, y A. Duffus-Scott, «Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy», DYNA, vol. 91, n.º 234, pp. 93–99, oct. 2024.

ACM

[1]
Bernal-Gutiérrez, A.E., Ulloa-Méndez, C.I., Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L. y Duffus-Scott , A. 2024. Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy. DYNA. 91, 234 (oct. 2024), 93–99. DOI:https://doi.org/10.15446/dyna.v91n234.114284.

ACS

(1)
Bernal-Gutiérrez, A. E.; Ulloa-Méndez, C. I.; Najarro-Quintero, R.; Cruz-Crespo, A.; Perdomo-González, L.; Duffus-Scott , A. Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy. DYNA 2024, 91, 93-99.

APA

Bernal-Gutiérrez, A. E., Ulloa-Méndez, C. I., Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L. & Duffus-Scott , A. (2024). Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy. DYNA, 91(234), 93–99. https://doi.org/10.15446/dyna.v91n234.114284

ABNT

BERNAL-GUTIÉRREZ, A. E.; ULLOA-MÉNDEZ, C. I.; NAJARRO-QUINTERO, R.; CRUZ-CRESPO, A.; PERDOMO-GONZÁLEZ, L.; DUFFUS-SCOTT , A. Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy. DYNA, [S. l.], v. 91, n. 234, p. 93–99, 2024. DOI: 10.15446/dyna.v91n234.114284. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/114284. Acesso em: 27 dic. 2025.

Chicago

Bernal-Gutiérrez, Azucena Elizabeth, Carmen Isabel Ulloa-Méndez, Rodolfo Najarro-Quintero, Amado Cruz-Crespo, Lorenzo Perdomo-González, y Alejandro Duffus-Scott. 2024. «Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy». DYNA 91 (234):93-99. https://doi.org/10.15446/dyna.v91n234.114284.

Harvard

Bernal-Gutiérrez, A. E., Ulloa-Méndez, C. I., Najarro-Quintero, R., Cruz-Crespo, A., Perdomo-González, L. y Duffus-Scott , A. (2024) «Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy», DYNA, 91(234), pp. 93–99. doi: 10.15446/dyna.v91n234.114284.

MLA

Bernal-Gutiérrez, A. E., C. I. Ulloa-Méndez, R. Najarro-Quintero, A. Cruz-Crespo, L. Perdomo-González, y A. Duffus-Scott. «Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy». DYNA, vol. 91, n.º 234, octubre de 2024, pp. 93-99, doi:10.15446/dyna.v91n234.114284.

Turabian

Bernal-Gutiérrez, Azucena Elizabeth, Carmen Isabel Ulloa-Méndez, Rodolfo Najarro-Quintero, Amado Cruz-Crespo, Lorenzo Perdomo-González, y Alejandro Duffus-Scott. «Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy». DYNA 91, no. 234 (octubre 22, 2024): 93–99. Accedido diciembre 27, 2025. https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/114284.

Vancouver

1.
Bernal-Gutiérrez AE, Ulloa-Méndez CI, Najarro-Quintero R, Cruz-Crespo A, Perdomo-González L, Duffus-Scott A. Waste-based consumable for hardfacing by welding: a look from the Circular Economy. DYNA [Internet]. 22 de octubre de 2024 [citado 27 de diciembre de 2025];91(234):93-9. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/114284

Descargar cita

CrossRef Cited-by

CrossRef citations0

Dimensions

PlumX

Visitas a la página del resumen del artículo

178

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.