|
Miljøstyrelsen og MAN B&W Diesel A/S - Karakterisering og nedbrydning af organiske indholdsstoffer i furansand fra støberier 4 Støbeprocessen og sandkredsløbet
Det gennemførte projekt har taget udgangspunkt i støbeprocessen som den aktuelt foregår på støberiet hos MAN B&W Diesel A/S i Frederikshavn. Der er tilvejebragt oplysninger om sandkredsløbet ved en gennemgang af støbeprocesserne på støberiet med henblik på identifikation af forskellige sandfraktioner, og efterfølgende er der foretaget vejninger af mængderne i de enkelte fraktioner. Gennemgangen af støbeprocesserne er udført i projektets indledende fase og vejning af sandmængderne er udført i perioden fra den 11. december 2000 til den 26. januar 2001. Identifikationen af de enkelte sandfraktioner og resultaterne af vejningen af sandfraktionerne fremgår af bilag C udarbejdet af MAN B&W Diesel A/S. 4.1 StøbeprocessenStøbeprocessen i et jernstøberi består overordnet af følgende processer: - fremstilling af modeller, - formning (fremstilling af støbeforme og –kerner), - smeltning af jern, - støbning, - udslagning, - godsrensning. Støbeforme og –kerner fremstilles generelt af sand og bindemidler. Det væsentligste bindemiddel hos MAN B&W Diesel A/S i Frederikshavn (MBD-F) er furansand, hvor der anvendes en furfurylalkohol / phenol / formaldehyd baseret binder, og som katalysator for den kemiske hærdning anvendes p-toluensulfonsyre. De kemiske processer i det færdigblandede furansand danner en harpiks af polymeriseret furfurylalkohol, formaldehyd og phenol, der binder sandkornene sammen. De kemiske processer katalyseres af p-toluensulfonsyre, og dette stof indgår derfor ikke i den højmolekylære harpiks. Efter formning og hærdning hældes smelten af flydende jern i formene, hvor det størkner under afkøling. Efter størkning slås det støbte gods ud af formene, og godset renses ved fjernelse af de sidste rester af sand, samt ved slibning eller sandblæsning. 4.2 Anvendelse af støbesand på jernstøberietI støberiet anvendes der sand til fremstilling af støbeforme og –kerner. Sandet i forme og kerner holdes sammen ved tilsætning af kemiske bindere og hærdere, der som nævnt danner en harpiks af højmolekylære forbindelser bestående af furfurylalkohol, formaldehyd og phenol. I støbeprocessen tilsættes smelten til den færdige støbeform, hvorefter formen og det støbte emne afkøles. Under støbeprocessen opvarmes sand og harpiks af smelten, og der sker en delvis pyrolyse af dele af den højmolekylære harpiks og rester af organiske forbindelser i støbesandet under dannelse af forskellige pyrolyseprodukter. Efter afkøling slås emnerne ud af formen og de støbte emner renses, mens det anvendte støbesand regenereres. I støbeprocessen genereres forskellige fraktioner af sand og støv, og med henblik på en kemisk karakterisering af rimeligt ensartede fraktioner er sandkredsløbet hos MBD-F beskrevet og processerne identificeret. I figur 4.1 er illustreret sandkredsløbet samt genereringen af overskudssand på MBD-F. Figur 4.1 Sandkredsløbet hos MAN B&W Diesel A/S i Frederikshavn 4.3 Sandkredsløbet og generering af overskudssandAf diagrammet i figur 4.1 fremgår de processer – hovedsagelig knyttet til fysiske arbejdssteder - hvor der genereres overskudssand eller –støv hos MBD-F. De beskrevne processer i diagrammet dækker dog over en bredere vifte af opsamlingssteder, og i bilag C er der redegjort nærmere for de fysiske opsamlingssteder, samt for fordelingen af mængderne af sand og støv fra hvert af disse opsamlingssteder. Der er i perioden 11. december 2000 til 26. januar 2001 gennemført en systematisk vejning af opsamlede mængder af sand og støv fra hvert af de identificerede opsamlingssteder hos MBD-F. Bearbejdede resultater af den systematiske vejning er vedlagt i bilag C. På baggrund af afdækningen af sandkredsløbet er de identificerede sand- og støvpartier opdelt i følgende fraktioner:
De opsamlede mængder fordeler sig på ovennævnte fem fraktioner A – E som vist i figur 4.2. Figur 4.2 Fraktionering af overskudssand hos MAN B&W Diesel A/S i Frederikshavn
|
