Analiza chromatograficzna wybranych produktów rozkładu termicznego mas rdzeniowych wykonanych w technologii cold-box

• Autorzy: Żymankowska-Kumon S. , Kolczyk J.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2016.25

Warianty tytułu

EN

Chromatographic analysis of selected products of thermal decomposition of core sands made in cold-box technology

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Sypkie masy szybkoutwardzalne z żywicami syntetycznymi, nazywane zwyczajowo technologiami cold-box, zdominowały proces wytwarzania rdzeni odlewniczych. Charakterystyczną cechą tych technologii jest sposób przygotowywania masy, którą sporządza się bez dodatku utwardzacza. Środek utwardzający (w postaci zgazowanej) wprowadza się poprzez przegazowywanie go do zagęszczonego rdzenia. W grupie tych technologii największe znaczenie posiada fenolowy proces cold-box (Ashland-cold-box, Pur-cold-box). Ocena szkodliwości tych mas rdzeniowych dla otoczenia wymaga uwzględnienia ilości i toksyczności wydzielanych gazów. Głównym hamulcem ograniczającym technologię cold-box z udziałem aminy jest problem związany z jej neutralizacją i obawy dotyczące szkodliwości dla otoczenia. Do oceny ekologiczności spoiw odlewniczych nadają się badania pirolityczne w połączeniu z metodą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (Py-GC/MS). W artykule przedstawiono wyniki badań chromatograficznych wybranych produktów rozkładu termicznego (BTEX – głównie benzen, toluen oraz fenol) masy rdzeniowej wykonanej w klasycznej technologii cold-box. Badania przeprowadzono w atmosferze obojętnej, w temperaturze 500°C i 1200°C.

EN

Loose rapid hardening masses with synthetic resins, customarily called cold-box technologies, have dominated the process of casting core production. A distinguishing feature of these technologies is the manner of mass preparation without the use of a hardener. The hardening agent (in the gaseous form) is introduced by way of its gasification into the condensed core. In the group of these technologies, the most significant one is the phenol cold-box process (Ashland-cold-box, Pur-cold-box). The evaluation of the harmfulness of these core sands to the environment requires consideration of the amount and toxicity of the released gases. The main limitation of the cold-box technology with the participation of amine is connected with its neutralization and its harmfulness to the environment. For the evaluation of environmental performance of casting binders, it is suitable to apply pyrolytic testing in combination with the gas chromatography method (Py-GC/MS). The article presents the results of chromatographic tests of selected products of thermal decomposition (BTEX – mainly benzene, toluene and phenol) of core sand made in the classic cold-box technology. The investigations were performed in inert atmosphere, at the temperature of 500°C and 1200°C.

Słowa kluczowe

PL

odlewnictwo; chromatografia gazowa; benzen; fenol; spektrometria mas; piroliza

EN

casting; gas chromatography; benzene; phenol; mass spectrometry; pyrolysis

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 56, no. 4
• Strony: 369--378
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Żymankowska-Kumon S.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Kolczyk J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. Dańko J., R. Dańko, M. Łucarz. 2007. Procesy i urządzenia do regeneracji osnowy zużytych mas odlewniczych. Kraków: Wydawnictwo Naukowe AKAPIT.
• 2. Kubecki M., M. Holtzer, S. Żymankowska-Kumon. 2013. „Investigations of the temperature influence on formation of compounds from the BTEX group during the thermal decomposition of furan resin”. Archives of Foundry Engineering 13 (2) : 85‒90.
• 3. Żymankowska-Kumon S. 2015. „The BTEX emission from moulding sands with furan resin dependence on the VOC content and loss on ignition”. Metalurgija 54 (4) : 607‒610.
• 4. Fabbri D., I. Vassura. 2006. „Evaluating emission levels of polycyclic aromatic hydrocarbons from organic materials by analytical pyrolysis”. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 75 (2) : 150‒158. DOI: 10.1016/j.jaap.2005.05.003.
• 5. Ji S., L. Wan, Z. Fan. 2001. „The toxic compounds and leaching characteristics of spent foundry sands”. Water, Air and Soil Pollution 132 : 347‒364. DOI: 10.1023/A:1013207000046.
• 6. Lewandowski J.L. 1991. Masy formierskie i rdzeniowe. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• 7. Żymankowska-Kumon S. Wydzielalność gazów z materiałów stosowanych w odlewnictwie. Instrukcja do ćwiczeń. Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica. Pobrane z: http://home.agh.edu.pl/~szk [dostęp: 13.07.2016].
• 8. Dobosz S., W. Solarski. 1995. „Technologia cold-box, aspekty ekologiczne i próby przemysłowe”. Krzepnięcie Metali i Stopów 25 : 65‒70.
• 9. Żymankowska-Kumon S. 2014. „Zastosowanie chromatografii gazowej w pirolizie spoiw odlewniczych”. Archives of Foundry Engineering 14 (sp. is. 4) : 149‒152.
• 10. Błaszczuk A. 1973. Piroliza węglowodorów. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• 11. Dańko J. Problemy ekologiczne procesów dmuchowych stosowanych w technologiach wykonywania rdzeni cold-box. Pobrane z: http://www.kmasz.odlew.agh.edu.pl [22.08.2016].
• 12. Drożdż B. 2011. Spektroskopia masowa. Pobrane z: http://farmacja.cm-uj.krakow.pl/~mkz [22.07.2016].
• 13. Witkiewicz Z., J. Hetper. 2009. Chromatografia gazowa. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• 14. Witkiewicz Z. 2005. Podstawy chromatografii. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne.
• 15. Żymankowska-Kumon S. Zastosowanie spektrometrii masowej w odlewnictwie. Instrukcja do ćwiczeń. Kraków: Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica. Pobrane z: http://home.agh.edu.pl/~szk [dostęp: 23.07.2016].
• 16. http://home.agh.edu.pl/~pos/.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).