Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rola odlewnictwa precyzyjnego w inżynierii materiałowej

Wiśniewski Paweł

Szkło i Ceramika

|

2022

|

R. 73, nr 3

30--37

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z inżynierią materiałową, ceramiką i odlewnictwem precyzyjnym. Opisano historię i przebieg procesu odlewania detali i części silników lotniczych metodą traconego wosku. Manuskrypt zawiera również generalne informacje o spoiwach, proszkach, masach formierskich, formach odlewniczych i nadstopach niklu. Zaprezentowano podstawowe dane o spoiwach zawierających nanocząstki ceramiczne, modelach woskowych, na które nanoszone są masy lejne oraz o SiC - jednym z perspektywicznych proszków formierskich.

EN

The paper presents the main issues related to materials engineering and technology, ceramics and precision casting process. The history and methodology of the lost-wax casting process of elements and aircraft engine parts is described. The manuscript also contains general information on binders, powders, molding compounds, foundry molds and nickel superalloys. Basic data on binders containing ceramic nanoparticles, wax models and SiC - one of the prospective molding powders are presented.

2

Influence of Microwave Heating on the Molding Mass with Gypsum Binder Structure and Strength

Paduchowicz Patrycja J., Granat K., Biały P.

Archives of Foundry Engineering

|

2021

|

Vol. 21, iss. 1

113--118

EN

The paper presents results of influence microwave drying on strength and technological properties of molding sand with gypsum binder researches, which, immediately after making and after the natural initial setting in air for 1, 2 or 5 hours, was heated with 250 W microwave power for 3, 6, 9 and 12 min time periods. The test was carried out on a mass containing (% -wt.): 88% Grudzeń-Las quartz sand, 12% "Dolina Nidy" plaster gypsum and 6% water. The loss of moisture content during natural drying and then microwave drying was determined, significant from the point of view of using the mass with gypsum binder in the production of products, using an environmentally friendly technology without casting incompatibilities. Additionally, the compressive strength of the mass was measured. The influence of both drying methods on the binder crystallization process and the associated mass strength was demonstrated, especially in terms of the possibility of selecting parameters and / or intensifying a specific drying method for use in the technology of manufacturing molds and foundry cores.

3

Microwave-Hardened Moulding Sands with Hydrated Sodium Silicate for Modified Ablation Casting

Puzio S., Kamińska J., Major-Gabryś K., Angrecki M., Hosadyna-Kondracka M.

Archives of Foundry Engineering

|

2019

|

iss. 2

91--96

EN

The aim of this study is to demonstrate the possibility of using moulds made from the environmentally friendly sands with hydrated sodium silicate in modified ablation casting. The ablation casting technology is primarily intended for castings with diversified wall thickness and complex shapes made in sand moulds. The article presents the effect of binder content and hardening time on the bending strength Rgu of moulding sands with binders based on hydrated sodium silicate hardened by microwave technology. The aim of the research was to develop an optimal sand composition that would provide the strength necessary to make a mould capable of withstanding the modified ablation casting process. At the same time, the sand composition should guarantee the susceptibility of the mould to the destructive action of the ablation medium, which in this case is water. Tests have shown that microwave hardening provides satisfactory moulds’ strength properties even at a low binder content in the sand mixture.

4

Charakterystyka wodnych i alkoholowych powłok ochronnych nowej generacji i ich wpływ na jakość warstwy wierzchniej odlewu

Kamińska J., Angrecki M., Palma A., Puzio S.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2018

|

Vol. 58, no. 4

227--234

PL

Rosnące wymagania odbiorców odlewów dotyczące dokładności wymiarowej oraz chropowatości powierzchni odlewów wymuszają na producentach (odlewniach) stosowanie powłok ochronnych na formy i rdzenie. Celem nanoszenia powłok jest: zabezpieczenie przed przypalaniem się (przywarciem) tworzywa formy do odlewu, zmniejszenie chropowatości powierzchni odlewów, ułatwienie usunięcia odlewu z wnęki formy. W artykule przedstawiono wyniki badań nowej generacji powłok wieloskładnikowych, przeprowadzone zgodnie z polską normą PN-H-11011:1997. Zbadano gęstość badanych powłok, zawartość substancji suchej, wskaźnik sedymentacji oraz ilość wydzielanych przez powłoki gazów. Przeprowadzono również wytopy mające na celu określenie wpływu zastosowanych powłok na jakość powierzchni zewnętrznej odlewów staliwnych.

EN

The increasing requirements of casting users regarding the dimensional accuracy and surface roughness of castings force the manufacturers, i.e. foundries, to use protective coatings on moulds and cores. Coatings are applied in order to protect the casting against the burn-on defects (mould material adhering to the casting surface), to reduce the surface roughness of castings, and to facilitate casting removal from the mould cavity. This paper presents the results of studies of multi-component coatings of the new generation made in accordance with the Polish Standard PN-H-11011:1997. Tests included the density of coatings, the content of dry matter, the sedimentation index and the amount of gas emitted by the coating. Melts were made to determine the impact of coating on the quality of the external surface of steel castings.

5

Ocena czasu suszenia pierwszej i drugiej warstwy ceramicznej formy odlewniczej z wykorzystaniem kamery termowizyjnej

Koralnik M. K., Wiśniewski P., Moszczyńska D., Sitek R., Mizera J.

Szkło i Ceramika

|

2017

|

R. 68, nr 1

6--10

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące oceny czasu suszenia przymodelowej oraz konstrukcyjnej warstwy ceramicznej formy odlewniczej. W celu wykonania pomiarów wytworzono dwie testowe masy lejne, które posłużyły do wytworzenia odpowiednio pierwszej oraz konstrukcyjnej warstwy formy ceramicznej. Do wykonania mas formierskich zastosowano proszki tlenku glinu i wodne spoiwo na bazie krzemionki koloidalnej. Mikrostrukturę proszków badano przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego, natomiast rozmiar cząstek określono przy pomocy analizatora laserowego. Gęstwy, które wykorzystano do budowy badanych warstw ceramicznej formy odlewniczej, przygotowano w mieszadle mechanicznym. Ich parametry, takie jak: temperatura, pH, lepkość względna i dynamiczna, były odczytywane przez pięć dni z rzędu. Pomiary termowizyjne przeprowadzono w pomieszczeniu o kontrolowanej temperaturze i znanej wilgotności. Wykazano, że formy ulegają całkowitej dehydratacji w momencie osiągnięcia temperatury otoczenia.

EN

The paper evaluates the drying time of two layers (model and constructional) of ceramic casting dies. The slurries were prepared using the aluminum oxide and a colloidal silica-based water binder. The constituents were examined in a scanning electron microscope (SEM), their particle size was determined in a LA-950 analyzer. Then, they were mixed in a mechanical mixer and the properties of the mixtures, such as the temperature, pH, as well as relative and dynamic viscosity were monitored using a thermo-visual camera during five consecutive days. After reaching the ambient temperature, the dies appeared to be fully dehydrated.

6

Badania właściwości mas formierskich z korundu i glinokrzemianu przeznaczonych na ceramiczne formy odlewnicze

Wiśniewski P., Sitek R., Mizera J.

Szkło i Ceramika

|

2017

|

R. 68, nr 6

16--20

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości mieszanek formierskich z korundu oraz glinokrzemianu (Remasil 60), które przeznaczono na pierwszą warstwę oraz warstwy konstrukcyjne form odlewniczych służących do odlewania precyzyjnego. Określono wpływ zawartości fazy stałej na parametry mas formierskich oraz dokonano wyboru systemów formierskich o odpowiednich parametrach. Najkorzystniejsze wyniki otrzymano dla mieszanek formierskich: przeznaczonych na warstwę przymodelową, których stężenie fazy stałej wynosiło 72,5% wag. oraz mieszanki na warstwy konstrukcyjne, gdzie udział proszku wyniósł 70% wag. Spoiwem konstrukcyjnym był nanokompozyt polimerowo-ceramiczny zawierający nanocząstki SiO2 (LUDOX AM30). Proszki charakteryzowano z użyciem: analizatora wielkości cząstek metodą dyfrakcji laserowej oraz skaningowych mikroskopów elektronowych (SEM), a nanokompozyt z wykorzystaniem mikroskopu STEM. Masy formierskie charakteryzowano pod względem: lepkości dynamicznej i względnej, gęstości, pH oraz adhezji do płyty (tzw. „test płyty”). Pomiary te przeprowadzano przez siedem dni w warunkach laboratoryjnych w temperaturze 20°C. Otrzymane wyniki pokazały, że masy lejne z korundu i glinokrzemianu oraz nanokompozytu zawierającego krzemionkę koloidalną charakteryzują się dobrymi właściwościami i mają szansę zostać zastosowane w odlewnictwie precyzyjnym do otrzymywania form.

EN

The paper presents results properties of alumina and aluminosilicate slurries dedicated to the first layer and construction layers of shell molds, respectively. The influence of the solid phase content on the parameters of the slurries was determined. Particle size distribution was determined with use of the advanced laser particle size analyzer Horiba LA-950 (LALLS technique). To characterize morphology of the powders and binder scanning electron microscopy (SEM and STEM) observations were performed. The slurries were prepared in a mechanical mixer. The experiment was based on a daily plate weight tests and pH, Zahn cup (4 mm diameter) viscosity and dynamic viscosity by rheometer with a shear rate range of 1–100–1 1/s measurements that are fundamental for investment casting industry. Adhesion of the examined mass was determined by the plate immersion (dimensions: 75×75 mm) in a slurry and estimation its weight of 75.46 g. The slurry dipping was controlled during 180 seconds with results notation every 15 seconds. The obtained results proved opportunity of their application for the investment casting and foundry, being prospective issue for future fabrication of shell moulds.

7

Zastosowanie techniki Py-GC/MS do analizy spoiw odlewniczych: alkaliczna żywica typu rezolowego

Roczniak A., Holtzer M., Kmita A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2017

|

Vol. 57, no. 1

19--28

PL

W artykule zamieszczono wyniki pirolizy żywicy, utwardzacza oraz utwardzonej żywicy stosowanych w technologii ALPHASET. Jest to alkaliczna żywica fenolowa typu rezolowego utwardzana mieszaniną estrów. Pirolizę prowadzono w temperaturze 900°C w atmosferze helu. Do identyfikacji produktów pirolizy zastosowano technikę chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (Py-GC/MS). Produktami pirolizy żywicy nieutwardzonej były głównie pochodne metylowe fenolu i benzenu, natomiast wśród produktów pirolizy utwardzonej żywicy, poza tymi związkami, występowały też substancje pochodzące z utwardzacza (estry). Jako produkt pirolizy utwardzacza zidentyfikowano aceton, który pochodził z rozkładu węglanu propylenu.

EN

The article presents the results of the pyrolysis of resin, the fast hardener as well as cured resin used in the ALPHASET technology. It is an alkaline phenolic resin of the resol type cured with an ester mixture. The pyrolysis was performed at 900°C in an atmosphere of helium. For the identification of the pyrolysis products, the technique of gas chromatography combined with mass spectrometry (Py-GC/MS) was applied. The products of the uncured resin pyrolysis were mainly methyl derivatives of phenol and benzene, whereas the products of the cured resin pyrolysis, beside these compounds, also included substances derived from the hardener (esters). Acetone was identified as the product of the pyrolysis hardener, which originated from the decomposition of propylene carbonate.

8

Oznaczanie związków BTEX w gazach powstających w trakcie termicznego rozkładu masy formierskiej ze spoiwem na bazie żywicy furanowej

Kubecki M., Holtzer M.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2017

|

T. 69, nr 3

2--10

PL

Podczas całego procesu produkcji odlewów pracownicy narażeni są na niebezpieczne, szkodliwe i uciążliwe czynniki związane między innymi z emisją szkodliwych substancji. Głównym ich źródłem są masy z bentonitem i nośnikami węgla błyszczącego oraz spoiwa organiczne, oparte głównie na żywicach syntetycznych. W pracy skoncentrowano się na żywicy furanowej, ponieważ technologia na niej oparta pozwala na uzyskiwanie odlewów o dużej dokładności oraz umożliwia sporządzanie skomplikowanych form i rdzeni. Jednakże ze względu na strukturę utwardzonej żywicy furanowej, na którą składają się pierścienie furanowe oraz pierścienie benzenowe (w przypadku utwardzania jej kwasem paratoluenosulfonowym) w trakcie jej ogrzewania mamy do czynienia z emisją kancerogennego benzenu, szkodliwego toluenu oraz etylobenzenu i ksylenów (związki BTEX). Aby możliwe było opracowanie i wdrożenie procesów redukcji emisji tych związków organicznych, poprzez modyfikacje między innymi stosowanych przez przemysł odlewniczy spoiw i ich utwardzaczy, konieczne jest poznanie korelacji pomiędzy wspomnianymi składnikami a uwalnianymi z nich związkami organicznymi. Nie mniej istotne jest także zdefiniowanie zakresów temperatury, w którym szkodliwe związki mogą być uwalniane. Przesłanki te stały się podstawą dla realizacji niniejszej pracy, w ramach której określono ilości związków BTEX uwalnianych w trakcie termicznego rozkładu wybranej żywicy furanowej, jej utwardzacza na bazie kwasu paratoluenosulfonowego a także masy formierskiej przygotowanej na bazie tych składników. Stwierdzono, że z badanych materiałów najwięcej związków BTEX wydziela się z utwardzacza, a głównym składnikiem mieszaniny BTEX jest toluen. Ponadto określono zakres temperatury w którym związki z grupy BTEX uwalniane są z badanych materiałów w największych ilościach. Najbardziej optymalny zakres temperatury dla uwalniania benzenu z badanych materiałów to 900°C÷1100°C, natomiast w przypadku toluenu wynosi on 500°C÷900°C.

EN

During the entire process of cast production, the operators are exposed to hazardous, harmful and arduous factors related to, among others, the emission of harmful substances. Their main sources are mixes with bentonite and Wright coal carriers, as well as organic binders based mainly on synthetic resins. The study was focused on furan resin, since the technology based on it allows to obtain highly accurate casts and enables the production of complex moulds and cores. However, due to the structure of cured furan resin, which consists in furan rings and benzene rings (when curing with p-toluenesulfonic acid), during heating, carcinogenic benzene, harmful toluene as well as ethylbenzene and xylenes (BTEX compounds) are emitted. In order to enable the development and implementation of emission reduction processes for these organic compounds, through the modification of, among others, binders and their curing agents used in the foundry industry, it is necessary to study the relation between these components and the organic compounds they emit. It is also necessary to define temperature ranges at which the harmful compounds may be released. These factors became the foundation for the this study which consisted in the determination of the quantity of BTEX compounds emitted during thermal decomposition of the selected furan resin, its curing agent based on p-toluenesulfonic acid, as well as moulding sand based on these components. It was found that most of the BTEX compounds were emitted from the hardener and the main component of the BTEX mixture was toluene. Additionally, the temperature range at which BTEX compounds are released from the investigated materials in the highest quantities was determined. The optimum temperature range for the release of benzene from the tested materials is 900°C÷1100°C, while for toluene it is 500°C÷900°C.

9

Studies of Binding Kinetics and Choice of Self-Hardening Moulding and Core Sands Used for Casting Massive Parts for Wind Power Industry under the Conditions of Krakodlew Foundry

Rączka M., Isendorf B.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 2

222--226

EN

In highly developed countries, a significant progress in the use of alternative and clean energy sources has recently been observed. The European Union has implemented a programme to build wind turbines. It is estimated that in the coming years, thanks to the support in tax and credit, the global energy will develop very intensively. Many components of the wind turbines are castings. The basic material used for these castings is ductile iron, which in this particular case must meet high requirements imposed by the operating conditions of wind turbines. Anticipating an increase in customer demand for this type of castings, Krakodlew SA has decided to modernize its foundry using the ability to obtain external financing. The ductile iron manufacturing technology is now being developed and adapted to the specific conditions of the foundry plant, including the melting process yielding cast material with the required chemical composition, the technology of moulding, and the conditions for possible secondary metallurgy, spheroidizing treatment and graphitizing inoculation. The fulfilment of the imposed conditions for the casting production demands the use of advanced casting technologies introduced to the manufacturing process. The development of technology to launch the production of ductile iron castings for the wind power industry was supported by The National Centre for Research and Development (NCBiR). This article presents part of research on the binding kinetics of furan resin sands and choice of their composition for moulds and cores to make heavy castings used as components of equipment for the wind power industry.

10

Modeling and Optimization of Phenol Formaldehyde Resin Sand Mould System

Chate G. R., Patel M. G. C., Parappagoudar M. B., Deshpande A. S.

Archives of Foundry Engineering

|

2017

|

Vol. 17, iss. 2

162--170

EN

Chemical bonded resin sand mould system has high dimensional accuracy, surface finish and sand mould properties compared to green sand mould system. The mould cavity prepared under chemical bonded sand mould system must produce sufficient permeability and hardness to withstand sand drop while pouring molten metal through ladle. The demand for improved values of permeability and mould hardness depends on systematic study and analysis of influencing variables namely grain fineness number, setting time, percent of resin and hardener. Try-error experiment methods and analysis were considered impractical in actual foundry practice due to the associated cost. Experimental matrices of central composite design allow conducting minimum experiments that provide complete insight of the process. Statistical significance of influencing variables and their interaction were determined to control the process. Analysis of variance (ANOVA) test was conducted to validate the model statistically. Mathematical equation was derived separately for mould hardness and permeability, which are expressed as a non-linear function of input variables based on the collected experimental input-output data. The developed model prediction accuracy for practical usefulness was tested with 10 random experimental conditions. The decision variables for higher mould hardness and permeability were determined using desirability function approach. The prediction results were found to be consistent with experimental values.

11

Wpływ dodatku materiału biodegradowalnego jako komponentu dwuskładnikowego spoiwa odlewniczych mas formierskich i rdzeniowych na właściwości spoiwa oraz mas z jego zastosowaniem

Major-Gabryś K., Grabarczyk A., Dobosz S. M., Drożyński D.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2016

|

Vol. 56, no. 4

391--399

PL

Rosnące wymagania dotyczące emisji substancji szkodliwych zmuszają przemysł odlewniczy do poszukiwania nowych, bardziej przyjaznych dla środowiska rozwiązań. Do rozwiązań takich mogą należeć: technologie sporządzania mas formierskich i rdzeniowych z zastosowaniem organicznych materiałów biodegradowalnych jako spoiw. Należy jednak pamiętać, że nowe technologie muszą zapewnić wysokie właściwości technologiczne mas formierskich i rdzeniowych. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań nowych dwuskładnikowych spoiw formierskich, w których część powszechnie stosowanej w praktyce odlewniczej żywicy fenolowo-furfurylowej zastąpiono materiałem biodegradowalnym w postaci polikaprolaktonu (PCL). W artykule przedstawiono badania wpływu materiału biodegradowalnego jako komponentu nowego dwuskładnikowego spoiwa na degradację termiczną spoiwa, jego lepkość oraz na wybrane właściwości technologiczne badanych mas z zastosowaniem nowego spoiwa, w tym ich deformację cieplną oraz elastyczność w temperaturze otoczenia. Przeprowadzone badania wykazały, że zastąpienie w spoiwie części żywicy fenolowo-furfurylowej materiałem biodegradowalnym PCL nie wpływa na degradację termiczną nowego spoiwa, zwiększa natomiast jego lepkość. Masy z zastosowaniem dwuskładnikowego spoiwa charakteryzują się zbliżonymi właściwościami technologicznymi do mas zawierających tylko żywicą fenolowo-furfurylową.

EN

The increasing requirements concerning the emission of hazardous substances force the casting industry to search for new, more environment-friendly solutions. Such solutions may include technologies of developing moulding and core sands with the use of organic biodegradable materials as binders. We should, however, remember that the new technologies must ensure high technological properties of the moulding and core sands. This article presents the results of investigations of new binary moulding binders, where part of the phenol-furfuryl resin commonly applied in casting, was replaced by a biodegradable material in the form of polycaprolactone (PCL). The article discusses the investigations of the effect of the biodegradable material as a component of a new binary binder on the thermal degradation of the binder, its viscosity as well as the selected technological properties of the examined moulding sands, including their thermal deformation and elasticity at ambient temperature. The performed examinations showed that replacing a part of the phenol- furfuryl resin in the binder with the PCL biodegradable material does not affect the thermal degradation of the new binder, while increasing its viscosity. The moulding mixtures with the applied binary binder are characterized by similar technological properties to the moulding sands with the phenol-furfuryl resin only.

12

Procesy pirolizy i ich wpływ na jakość odlewów oraz na warunki pracy

Holtzer M., Kmita A., Roczniak A.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2016

|

Vol. 56, no. 3

175--192

PL

W artykule omówiono procesy termiczne, jakim jest poddawana masa formierska w kontakcie z ciekłym stopem odlewniczym. W zależności od charakteru atmosfery w formie może to być proces spalania lub pirolizy (przy braku tlenu). Procesy te, szczególnie gdy w skład masy wchodzą związki zawierające węgiel (np. masy z żywicami lub z bentonitem i nośnikiem węgla błyszczącego (NWB)), generując odpowiednią atmosferę wewnątrz formy, mają duży wpływ na występowanie takich wad w odlewach, jak: żyłki, przypalenia czy penetracja ciekłego metalu. Aby uniknąć tych wad, należy wytworzyć we wnęce formy atmosferę redukującą. W artykule dokonano obszernego przeglądu prac, w tym również prac własnych autorów, w zakresie procesów pirolizy zachodzących w masach z dodatkiem substancji zawierających węgiel. Przedstawiono schematy mechanizmów rozpadu termicznego żywic oraz NWB podawane przez różnych autorów. Procesy pirolizy generują wiele szkodliwych związków z grupy tzw. Niebezpiecznych Zanieczyszczeń Powietrza (HAPs – Hazardous Air Pollutants), w tym z grupy BTEX (benzen, toluen, etylobenzen i ksyleny) oraz z grupy WWA (wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne), co zagraża zdrowiu pracowników odlewni.

EN

The article discusses the thermal processes undergone by the sand mould in contact with the liquid casting alloy. Depending on the character of the atmosphere in the mould, this can be the process of combustion or pyrolysis (when there is no oxygen). These processes, especially when the sand mould contains compounds with carbon, (e.g. sand moulds with resins or bentonite and lustrous carbon formers (LCF)), generating the proper atmosphere inside the mould, have a significant effect on the presence of such casting defects as: veinings, burn-ons and liquid metal penetration. In order to avoid these defects, a reducing atmosphere should be formed inside the mould cavity. The article provides a comprehensive review of the studies, including the authors’ own works, in the scope of the pyrolysis process taking place in sand moulds with the addition of a carbon-containing substance. Diagrams of the mechanisms of the thermal decomposition of resins and lustrous carbon formers (LCF) given by various authors are presented. The pyrolysis processes generate many hazardous compounds from the group of the so-called Hazardous Air Pollutants (HAPs), including those from the BTEX group (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) as well as from the PAH group (polycyclic aromatic hydrocarbons), which create risks for the health of the foundry workers.

13

Thermal Properties of Foundry Mould Made of Used Green Sand

Krajewski P. K., Piwowarski G., Buraś J.

Archives of Foundry Engineering

|

2016

|

Vol. 16, iss. 1

29--34

EN

The paper presents results of measuring heat diffusivity and thermal conductivity coefficients of used green foundry sand in temperature range ambient – 600°C. During the experiments a technical purity Cu plate was cast into the green-sand moulds. Basing on measurements relationships of the measured properties were evaluated. It was confirmed that the obtained relationships are complex and that water vaporization strongly influences thermal conductivity of the moulding sand in the first period of the mould heating by the poured and solidified casting.

14

Związki zapachowe w gazach z rozkładu termicznego spoiw formierskich

Faber J., Perszewska K., Żmudzińska M.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2015

|

T. 55, nr 3

23--32

PL

Przedstawiono wyniki analiz gazów powstających w wyniku działania wysokich temperatur na masy formierskie, w których jako spoiwo zastosowano wybrane, powszechnie stosowane w odlewniach żywice organiczne i utwardzacze. Jako narzędzie badawcze zastosowano specjalistyczny chromatograf gazowy przeznaczony do identyfikacji wyłącznie związków zapachowych z grupy alkanów.

EN

The paper presents the results of analysis of gases formed under the impact of high temperature acting on moulding sands with the addition of selected organic resins and hardeners, commonly used in foundries as binders for these sands. As a research tool, a dedicated gas chromatograph, designed to identify specifically aromatic compounds from the group of alkanes, was applied.

15

Porównanie parametrów procesu granulacji pyłów odpadowych z procesu regeneracji

Kamińska J.

Prace Instytutu Odlewnictwa

|

2015

|

T. 55, nr 4

51--58

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu bezciśnieniowej granulacji odlewniczych pyłów generowanych podczas: regeneracji mechanicznej zużytej masy z bentonitem (Pył 1), suchej regeneracji mechanicznej mieszaniny mas zużytych składających się w około 90% z masy formierskiej z technologii Floster S oraz 10% z masy rdzeniowej z żywicą fenolową typu rezolowego (Pył 2) oraz pyłów generowanych w procesie suchej regeneracji mechanicznej mas zużytych, których spoiwem są żywice furanowe (Pył 3). Badania miały na celu wytworzenie granulatu o określonych parametrach wymiarowych i wytrzymałościowych. Granule tworzono z czystego pyłu bentonitowego oraz z mieszanin o następujących składach: 75% wag. pyłów uzyskanych po regeneracji mieszaniny mas z 25% wag. pyłów z masy z bentonitem oraz 50% wag. pyłów uzyskanych po regeneracji masy furanowej i 50% wag. pyłów z masy z bentonitem. Nawilżony pył z masy bentonitowej został użyty jako spoiwo umożliwiające granulowanie się pyłów poregeneracyjnych z technologii sypkich mas samoutwardzalnych. Wyznaczono następujące parametry gotowego produktu finalnego: zawartość wilgoci (W), wytrzymałość zrzutową granulek (Wz), badaną bezpośrednio po procesie granulacji oraz po 1, 3, 5, 10 i 30 dobach sezonowania oraz wodoodporność granulek po 24 h zanurzenia w wodzie. Badania przeprowadzono dla granulatów uzyskanych przy nachyleniu misy granulatora wynoszącego 45° oraz dla czterech prędkości obrotowych misy wynoszących: 10, 15, 20 i 25 obr/min.

EN

The results of studies of the process of pressure-free granulation of foundry dust were described, including dust generated in the mechanical reclamation of waste bentonite sand (Dust 1), dust generated in the dry mechanical reclamation of waste sand mixture containing approximately 90% of Floster S moulding sand and 10% of core sand with a resol type phenolic resin (Dust 2), and dust generated in the dry mechanical reclamation of waste furan resin-bonded sand (Dust 3). The aim of the studies was to produce granules of specified dimensions and strength parameters. Dust granules were formed from pure bentonite dust and two dust mixtures of the following compositions: mixture 1 – 75 wt. % of dust from the reclamation of various mixed foundry sands and 25 wt. % of dust from the reclamation of bentonite sand, and mixture 2 – 50 wt. % of dust from the reclamation of furan sand mixed with 50 wt. % of dust from the bentonite sand. The moistened bentonite sand dust was used as a binder in the granulation of post-reclamation dust from the technology of loose self-hardening sands. The following parameters of the final product were determined: final moisture content (W), the shattered resistance of granules (Wz) tested immediately after the granulation process and after the lapse of 1, 3, 5, 10 and 30 days of seasoning, and water resistance of granules after the immersion in water for 24 hours. Studies were conducted on granules produced in the granulator pan inclined at an angle of 45° and rotating at four different speeds of 10, 15, 20 and 25 rev/min.

16

An assessment of the effectiveness of physical curing methods of molding sand bonded by binders based on starch and aluminosilicates

Kaczmarska K., Grabowska B., Drożyński D., Kurleto Ż., Szymański Ł.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 41, no. 3

133--141

EN

In this study, the effectiveness of curing methods by conventional heating and innovative microwave curing were compared, based on the results of determining molding sand selected properties such as permeability, tensile strength, and wear resistance. The tested molding sand used for our research was a composition of silica sand with a commercial binder in the form of Albertine F/1 (Hüttenes Albertus). This binder is a mixture of water-swellable starch derivatives and aluminosilicates. Binding in the molding sand occurred via solvent evaporation from the samples (water).The obtained results showed a dependence of molding sand properties and selected methods of physical cure, especially after one and four hours of cured-sample storage. However, after 24 hours of sample storage (as apparent from the analysis of the obtained results), both curing methods used were almost equally effective, and marked differences in the molding sand properties were located in the range of measurement uncertainty. Using electromagnetic waves in the microwave range made it possible to significantly reduce the time of curing as well as the energy consumption of the drying process.

PL

W niniejszej pracy na podstawie wybranych właściwości (przepuszczalności, ścieralności i wytrzymałości na rozciąganie w stanie utwardzonym) porównano efektywność metod utwardzania przez konwencjonalne nagrzewanie oraz innowacyjnej metody utwardzania mikrofalowego mas formierskich z komercyjnym spoiwem skrobiowym w postaci produktu Albertine F/1 (Hüttenes Albertus). Spoiwo to stanowi mieszaninę pochodnych skrobi z glinokrzemianami pęczniejącą w kontakcie z wodą. Wiązanie w masie zachodzi w wyniku odparowania wody rozpuszczalnikowej. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono wyraźną zależność właściwości mas formierskich od doboru metody fizycznego utwardzania, szczególnie po jednej i czterech godzinach składowania kształtek. Natomiast po 24 h składowania kształtek, jak wynikało z analizy uzyskanych wyników, obie zastosowane metody utwardzania są niemal tak samo skuteczne, a różnice wartości oznaczonych właściwości mas mieściły się w granicy niepewności pomiaru. Dzięki zastosowaniu fal elektromagnetycznych w zakresie mikrofal możliwe było wyraźne skrócenie czasu utwardzania i zredukowanie zapotrzebowania na energię procesu suszenia form.

17

Biodegradation of a new polymer binder based on modified starch in a water environment

Kaczmarska K., Grabowska B.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 40 no. 1

7--14

EN

In this study, the results of biodegradability of a new polymeric binder consisting of modified starch – Polvitex Z (by Xenon) in a water solution are presented. Biodegradation tests were conducted in accordance with the Zahn–Wellens method, which is intended to denote the susceptibility to biodegradation by microorganisms (in high concentrations during the static test) of the non-volatile, watersoluble organic compounds. Observations of the decomposition process were carried out through regular, daily or at certain time intervals by measurement the Chemical Oxygen Demand (COD) and level of biodegradability (RT) in the prepared samples during the test. The study showed that the starch binder is fully biodegradable material in an aqueous medium.

PL

W niniejszej pracy zostały omówione wyniki badań stopnia biodegradacji roztworu wodnego modyfikatu skrobiowego Polvitex Z firmy Xenon – materiału polimerowego użytego jako spoiwo do mas formierskich. Testy biodegradacji przeprowadzono zgodnie z metodą Zahna–Wellensa, która ma na celu oznaczenie podatności nielotnych, rozpuszczalnych w wodzie związków organicznych na biodegradacje przez mikroorganizmy występujące w dużym stężeniu podczas badania statycznego. Obserwacje procesu rozkładu prowadzono przez regularne, codzienne lub w określonych przedziałach czasowych pomiary chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) i stopnia biodegradacji (R T), mierzonych w przygotowanych próbkach w trakcie trwania testu. Przeprowadzone badania wykazały, że spoiwo skrobiowe jest materiałem w pełni biodegradowalnym w środowisku wodnym.

18

Possibilities of Reclamation Microwave-Hardened Molding Sands with Water Glass

Stachowicz M., Granat K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 2

757--760

EN

The paper presents results of a research on identifying opportunities for effective reclamation of waste molding sand with water-glass, hardened by microwave heating. The molding sand applied in the tests was prepared with use of selected type 145 of sodium water-glass. The sand was sequentially processed by microwave hardening, cooling, thermal loading to 800°C, cooling to ambient temperature, crushing and mechanical reclamation. These stages create a closed processing loop. After each cycle, changes of tensile strength and bending strength were determined. Results of the study show that it is possible to activate surface of high-silica grains of waste foundry sand hardened with microwaves, provided that applied are appropriate processing parameters in successive operation cycles.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad określeniem możliwości prowadzenia skutecznej regeneracji zużytych mas formierskich ze szkłem wodnym utwardzanych w procesie nagrzewania mikrofalowego. Przeznaczoną do badań masę, sporządzoną z wybranym szkłem wodnym sodowym gatunku 145, poddawano kolejno procesom: utwardzania mikrofalowego, studzenia, obciążaniu termicznemu do temperatury 800°C. studzenia do temperatury otoczenia, rozkruszania i regeneracji mechanicznej. Opisane procesy tworzyły jeden zamknięty cykl przerobu zużytej masy. Po każdym kolejnym cyklu przerobu masy określano zmianę wytrzymałości na rozciąganie i zginanie. Analizując wyniki przeprowadzonych badań stwierdzono, że istnieje możliwość aktywacji regeneratu zużytej masy formierskiej ze szkłem wodnym, utwardzanej w procesie nagrzewania mikrofalowego, pod warunkiem zastosowania odpowiednich parametrów jej przygotowania, odbywającego się w kolejnych cyklach eksploatacji.

19

Regeneracja zużytej masy z żywicą furfurylową na stanowisku laboratoryjnym

Skrzyński M., Dańko R., Czapla P.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 4 spec.

111--114

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań regeneracji zużytej masy formierskiej z żywicą furfurylową, które zostały przeprowadzone na stanowisku doświadczalnym regeneratora wirnikowego RD-6. W badaniach określano wpływ sposobu prowadzenia procesu odzysku oraz zastosowanej metody odpylania regeneratu (odpylanie końcowe, odpylanie okresowe, odpylanie ciągłe) na jakość odzyskanego regeneratu. Jakość regeneratu określana była poprzez analizę straty prażenia, ilości pyłów powstających w procesie regeneracji oraz na podstawie określenia własności wytrzymałościowych masy formierskiej z regeneratem.

EN

The paper presents the results of the regeneration of spent molding sand with furan resin, which were carried out at the experimental station rotary regenerator RD-6. In studies, the effects of the method of the reclamation process and the extraction of the dust (final dusting, periodic dusting, dusting continuous) on the quality of the recovered regenerate is determined. The quality of the reclaim was determined by analyzing the loss on ignition, the amount of dust generated in the process of regeneration, the sieve analysis and on the basis of determining the mechanical properties of the molding sands prepared with recovered material.

20

Kompozycje: uwodniony krzemian sodu – materiał biodegradowalny, jako spoiwo mas formierskich

Grabarczyk A., Major-Gabryś K., Dobosz S. M., Wojczuk M., Superson M.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 4 spec.

37--42

PL

Zaostrzające się wymogi dotyczące ochrony środowiska wywierają nacisk na poszukiwanie nowych proekologicznych rozwiązań w wielu dziedzinach przemysłu. Przepisy te dotyczą także technologii wytwarzania mas formierskich. W niniejszej publikacji autorzy podjęli próbę zastosowania kompozycji: uwodniony krzemian sodu – materiał biodegradowalny, jako spoiwo mas formierskich. Badany dodatek biodegradowalny jest substancją organiczną, ale przyjazną dla środowiska. Ocena wpływu materiału biodegradowalnego na parametry masy formierskiej została dokonana w oparciu o badania wybranych właściwości technologicznych: wytrzymałości na zginanie Rgu i ścieralności S oraz o badania wybijalności mas ocenianej przez pomiar wytrzymałości końcowej na ściskanie Rctki ekspansji wysokotemperaturowej ΔV. Badaniom poddano masy z uwodnionym krzemianem sodu sporządzane w technologii estrowej utwardzane utwardzaczami opartymi o estry kwasu węglowego- Jeffsol BC, Ixional SD. Utwardzacze te zostały opracowane w Pracowni Tworzyw Formierskich Wydziału Odlewnictwa AGH w celu poprawy jakości regeneratu mas z uwodnionym krzemianem sodu. Autorzy zaproponowali zastosowanie jako składnika wyżej wymienionej kompozycji, biodegradowalnego polikaprolaktonu (PCL). Przeprowadzone badania wykazały, że dodatek 5% PCL nie pływa negatywnie na właściwości technologiczne badanych mas, zatem jego stosowanie jest celowe i uzasadnione.

EN

Environmental protection regulations are becoming more and more strict which puts pressure on finding new proecological solutions in many industries. These regulations concern also the technology of moulding sands preparation. In this work the authors made an attempt to apply composition: hydrated sodium silicate - biodegradable material, as the moulding sand binder. The examined biodegradable additive is an organic substance, but it is environment-friendly. Assessment of the biodegradable material’s impact on the moulding sand’s parameters was made based on the chosen technological parameters: bending strength Rgu and wearability S, knock-out properties of the moulding sands were measured based on final compressive strength Rctk and thermal expansion ΔV. The tests were carried on moulding sands with hydrated sodium silicate in ester technology with hardeners based on carbonite esters: Flodur 3, Jeffsol BC, Ixional SD. The hardeners were developed in Moulding Sands Workshop on Faculty of Foundry Engineering AGH to improve the quality of reclaimed moulding sands with hydrated sodium silicate. Authors proposed using biodegradable polycaprolactone (PCL) as an element of the above-mentioned composition. The conducted research showed that biodegradable additive – PCL (polycaprolactone), does not have a negative influence on technological properties of the tested moulding sands, thus its’ usage is intentional and justified.