Odporność termiczna mieszanki celulozowej modyfikowanej proekologicznymi dodatkami mineralnymi przeznaczonych na kształtki odlewnicze

• Autorzy: Zawieja Z. , Sawicki J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/28.2015.6.40

Warianty tytułu

EN

Thermal resistance of the cellulose mixture modified by mineral ecological additives for foundry fittings system purpose

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Istniejące obecnie na rynku komercyjne mieszanki celulozowe zawierają w sobie toksyczne oraz szkodliwe lepiszcza organiczne będące źródłem bardzo silnych efektów gazotwórczych przy kontakcie z ciekłym metalem, co ma kluczowy wpływ na proces zalewania ciekłym metalem oraz na jakość finalnego produktu, jakim jest odlew. Jako alternatywę autorzy zaproponowali kształtki wykonane z mieszanki celulozowej wzbogaconej w dodatki mineralne proekologiczne, jak perlit ekspandowany oraz wermikulit ekspandowany, a także mikrosfery. W pracy przedstawiono wyniki badań nad właściwościami termicznymi zmodyfikowanej mieszanki celulozowej, z której są wykonywane degradowalne kształtki oraz złączki cylindryczne. Przeprowadzone badania wskazują, iż materiały autorskie zgłoszone do opatentowania mają podobną odporność termiczną do obecnie dostępnych na rynku mieszanek celulozowych, na co wskazują pomiary temperatury stygnącego ciekłego metalu w osi testowanych kształtek wykonanych z różnych mieszanek celulozowych. Zaobserwowano jednocześnie, iż pojawia się efekt egzotermiczny w trakcie stygnięcia ciekłego metalu wydłużający proces krystalizacji w mieszankach zawierających w swym składzie aluminio-silikaty. Uzyskane wyniki badań wykazały, iż opatentowana mieszanka na bazie pulpy papierowej może być z powodzeniem stosowana jako alternatywny materiał wykorzystywany na elementy układów wlewowych do jednorazowych form piaskowych.

EN

Commercially available cellulose mixtures are consisting harmful and toxic binders resulting very high gas emission effects during liquid metal pouring process therefore having influence on the final casting product quality. Authors proposed the opposing alternative solution for fittings made of cellulose mixture modified by mineral ecological additives such an expanded perlite, expanded vermiculite and microspheres. The results on thermal properties of the modified cellulose mixture used for fittings and cylindrical shapes manufacturing are presented in the following article. Conducted examination are showing the authors materials requested to be patented are having similar thermal resistance to commercially already available cellulose samples which is visible on measurements of the liquid metal cooling process inside tested pipes made from different cellulose mixtures. Additionally exothermic effect is appearing during cooling process resulting liquid metal crystallization extension process visible in the samples consisting aluminiosilicates. Received result from investigations are showing the patented mixture based on paper pulp can be used as alternative material used for gating system fittings in the disposable sand moulds.

Słowa kluczowe

PL

mieszanka celulozowa; emisyjność gazów; perlit ekspandowany; wermikulit ekspandowany; mikrosfery; odlewanie

EN

cellulose mixture; gas emission; expanded perlite; expanded vermiculite; microspheres; casting

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 36, nr 6
• Strony: 543--547
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zawieja Z.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

autor

Sawicki J.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Praca zbiorowa pod kierownictwem Sakwa W.: Poradnik inżyniera. Odlewnictwo. WNT, Warszawa (1986).
• [2] Kosowski A.: Zarys odlewnictwa. Wyd. AGH, Kraków (1997).
• [3] Rączka J., Haduch Z., Tabor A.: Odlewnictwo. Skrypt Politechniki Krakowskiej. Kraków (1997).
• [4] Kosowski A.: Zarys odlewnictwa i wytapianie stopów. Wyd. AGH, Kraków (2001).
• [5] Holtzer M.: Gospodarka odpadami i produktami ubocznymi w odlewniach. Wyd. AGH, Kraków (2001).
• [6] Szweycer M., Nagolska D.: Metalurgia i odlewnictwo. Wyd. Politechniki Poznańskiej, Poznań (2002).
• [7] Perzyk M.: Odlewnictwo. WNT, Warszawa (2009).
• [8] Granat K., Chorzępa S.: Odlewnictwo. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław (2007).
• [9] http://www.awotex.eu/asortyment/link_level_2_7/ksztaltki_szamotowe___ trisam — katalog firmy, z dnia 06-04-2015.
• [10] http://www.refrasil.cz/vyrobky/samotove-tvarnice/ — katalog firmy z dnia 06-04-2015.
• [11] http://www.foseco.com — katalog firmy z dnia 06-04-2015.
• [12] Grabowska R., Szucki M., Suchy J., Eichholz S., Hodor K.: Degradacja termiczna materiału na bazie celulozy stosowanego do budowy układów wlewowych do odlewów żeliwnych. Polimery 1 (58) (2013) 39÷44.
• [13] Zawieja Z., Sawicki J., Gumienny G.: Analiza porównawcza kształtek ceramicznych z celulozowymi wykorzystywanymi do tworzenia układów wlewowych w odlewnictwie. Inżynieria Materiałowa 5 (2014) 434÷437.
• [14] Zawieja Z., Sawicki J.: Zgłoszenie patentowe z dnia 07.07.2014 r. nr P. 408770: Mieszanka celulozowa do produkcji kształtek rurowych oraz złączek o przekroju kołowym stosowanym w układach wlewowych w odlewnictwie.
• [15] Zawieja Z., Sawicki J., Gumienny G., Sobczyk-Guzenda A.: Investigation of an advanced cellulose profile used for the manufacture of gating systems. Archives of Foundry Enginnering 13 (3) (2014) 123÷128.
• [16] Suvorov S. A., Skurikhin V. V.: Vermiculite — a promising material for high-temperature heat insulators. Novyer Ogneupory 2 (2003) 44÷52.
• [17] Suvorov S. A., Skurikhin V. V.: High-temperature heat-insulating materials based on vermiculite. Novyer Ogneupory 12 (2002) 24÷31.
• [18] Peletskii V. E., Shur B. A.: Experimental study of the thermal conductivity of heat insulation materials based on expanded vermiculite. Novye Ogneupory 11 (2007) 41÷43.
• [19] Liang Y., Yu J., Feng Z., Ai P.: Flammability and thermal properties of bitumen with aluminium trihydroxide and expanded vermiculite. Construction and Building Materials 48 (2013) 1114÷1119.
• [20] Kristkova M., Weiss Z., Filip P.: Hydration properties of vermiculite in phenolic resin friction composites. Applied Clay Science 25 (3-4) (2004) 229÷236.
• [21] Pichor W., Janiec A.: Thermal stability of expanded perlite modified by mullite. Ceramics International 01 (2009) 527÷530.
• [22] Demirborga R., Gul R.: Thermal conductivity and compressive strength of expanded perlite aggregate concrete with mineral admixtures. Energy and Buildings 35 (11) (2003) 1155÷1159.
• [23] Losiewicz M., Halsey D., Dews J., Olomaiye P., Harris F.: An investigation into the properties of micro-sphere insulating concrete. Construction and Building Materials 10 (8) (1996) 583÷588.
• [24] Mazzoni A. D., Aglietti E. F.: Aluminium reduction and nitriding of aluminosilicates. Thermochimica Acta 327 (1) (1999) 117÷123.
• [25] Pośniak M., Koziel E., Jeżewska A.: Szkodliwe substancje chemiczne w procesie przetwórstwa żywic fenolowo-formaldehydowych. Bezpieczeństwo Pracy 3 (2000) 8÷11.