200005

20 (2006) 32-40

Estudio de factibilidad técnica y económica para producir
arenas de moldeo para fundición Metalnorte
V. Lamas1, L. Valderrama1
1 Departamento de Metalurgia, Universidad de Atacama, Copiapó, Chile.
E-mail: lvalder@uda.cl (L. Valderrama)
Resumen
Este trabajo analiza la viabilidad técnica y económica para producir arena de sílice para la
Fundición Metalnorte, entre los tamaños 0,15mm y 0,60 mm, y un contenido de SiO2 mayor a
90%. Las muestras en estudio fueron caracterizadas por granulometría, química y morfológica.
Esta caracterización indico que la mejor opción es producir arena de moldeo a partir de mineral de
roca de cuarzo, de la mina Pedro Luis. Luego fueron realizadas pruebas para determinar su
resistencia a la compresión y punto de sinterizado para conocer sucomportamiento bajo las
condiciones de moldeo. Los resultados obtenidos indican que las propiedades son inferiores en
relación a una arena de origen sedimentario, por lo cual se determinó mezclar arenas en una
proporción de 37,9% de arena de origen sedimentario y 62.1% de arena producida en este
estudio, alcanzando una resistencia de 9,84 kgf/cm2 a una temperatura de sinterizado de 1280ºC.
Esteestudio analiza el diseño de una planta para producir arena de moldeo, indicando un ahorro de
3.935,016 US$/año, a partir de 2,18 años.
Palabras claves: Arenas de moldeo, caracterización, resistencia a la compresión, punto de
sinterizado.
Abstract
This work analyses the tecnical and economical viability of silica sand production for Metalnorte
Smelting, to obtain a 0,15 mm and 0.60 mm sand, with acontent of SiO2 greater than 90%. To
the samples obtained at geologic study were done a granulometric, chemical and morphological
characterization. The outcome of the processes indicates that the best choice to produce molding
sand is from a quarz rock mineral, originating in Pedro Luis mine. Then, tests are made to
determinate it’s resistance to the compression and the point of sinter with theobjetive to know the
behavior under the molding conditions. The results indicate that the studied properties were
inferior in relation to a sand of sedimentary origin,for this reason it was determined to mix both
sands into a proportion of 37,9% of sedimentary’s sand and 62,1% of study’s sand, the mix
reached a resistance of 9,84 kgf/cm2 and a sinter temperture of 1280Cº. The study indicates a
savingof 3.935,016 US$/year, as of a 2,18 years.
Keywords: Sand molding, characterization, resistance to the compression, sinter point.

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V. Lamas, L. Valderrama 20 (2006) 32-40
1. Introducción
Las fundiciones de hoy enfrentan
márgenes de utilidades cada vez menores, y el
costo de los materiales siempre en aumento.
Más que nunca, deben reexaminar su forma de
producir sus coladas y determinar siusan los
materiales más adecuados para su proceso de
colado. Si bien el costo debe tener un papel
para decidir que material se usara para la
fabricación
de
moldes,
debe
ser
más
importante su desempeño, en especial si se
debe ahorrar por menor consumo de resina,
menor arena necesaria para producir un molde
y mejor acabado de la pieza colada.
Metalnorte, es una empresa que se dedica a la
fundición dechatarra de hierro, para fabricar,
desventaja para Metalnorte con respecto a la
competencia que obtiene la arena a un costo
mucho mas bajo.
1.1. Arena de moldeo
La sílice es el componente principal de
una arena de moldeo. El silicio no se encuentra
en estado nativo, se encuentra como arena,
cuarzo, amatista, ágata, pedernal, ópalo y
jaspe son algunas de los minerales en los que
aparece el óxido.En geología (Griem, y Griem,
2001) se denomina arena a una roca natural
finamente dividida, compuesta de partículas
cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 mm. Una
partícula individual dentro de este rango es
llamada grano de arena. El componente más
común de la arena en tierra continental y en las
costas no tropicales es la sílice (dióxido de
silicio), generalmente en forma de cuarzo. La
arena es...