Brancheindsats for jern- og metalstøberier
10 Test af binder udvalgt af støberier
- 10.1 Binder-/hærderdata
- 10.2 Forsøgsmodel
- 10.3 Blandeprocedurer
- 10.4 Formfremstilling
- 10.5 Afstøbning og prøvetagning
- 10.6 Analyseresultater
Et af delmålene med projektet var, at teste bindere udvalgt af støberier, som var projektpartner. Ved de udvalgte bindere (3 stk.) var der tale om furanbindere afhærdet med forskellige syrekombinationer.
10.1 Binder-/hærderdata
Bindernes og hærdernes sammensætning fremgår af nedenstående skema 10.1.1.
Tabel 10.1.1. Bindernes og hærdernes sammensætning
| Kode | Binder/hærder | Sammensætning, % | |
| E-1 | Binder | Furfurylalkohol Phenol Formaldehyd |
40 - 60 < 1 < 1 |
| Hærder | PTS-syre med max. 5% | H2PO4 | |
| E-2 | Binder | Furfurylalkohol Phenol Formaldehyd |
50 - 70 < 2 < 2 |
| Hærder (syre) | Svovlsyre Methanol Xylen (blanding i isomerer Xylensulfonsyre |
20 - 40 1 - 10 1 - 10 40 - 60 |
|
| F-1 | Binder | Phenolformaldehydharpiks Furfurylalkohol Formaldehyd Phenol |
35 - 60 45 - 60 0 - 1 0 - 1 |
| Hærder (syre) | Xylensulfonsyre Isopropylalkohol Svovlsyre |
60 - 80 1 - 20 < 5 |
10.2 Forsøgsmodel
Forsøgsmodellen er den samme, som vist under afsnit 2.
10.3 Blandeprocedurer
Blandeproceduren er ligeledes den samme, som beskrevet under afsnit. 3, hhv. 3.3. Dog er syretilsætningen reduceret til 0,3%.
10.4 Formfremstilling
Formfremstillingen er gennemført, som beskrevet under afsnit. 4, hhv. 4.3. Formene henstår efter opformning i ca. 24 timer.
10.5 Afstøbning og prøvetagning
Forsøgsopstilling
Forsøgsopstillingen er den samme, som vist under afsnit 5.1. Formene med kodebetegnelse E-1, E-2 og F-1 afstøbes i støbejern ved en temperatur på 1400 - 1420°C. Form med kodebetegnelse F-1 1500 er afstøbt ved 1500 - 1510°C.
Prøvetagning
Prøvetagningen er gennemført, som beskrevet under afsnit 5.2. Ved den aktuelle test blev udtaget luftprøver på filter til analyse for benzen og svovldioxyd. Indholdet af CO og aromatiske kulbrinter blev bestemt ved hjælp af direkte visende måleudstyr, som beskrevet under afsnit 5 og 6.
10.6 Analyseresultater
CO og de aromatiske kulbrinters andel fremgår af figurerne 10.6.1 - 10.6.4.
Figur 10.6.1 viser CO-udvikling afhængig af tiden fra de 3 aktuelle bindertyper samt binder D-3, som blev testet under afsnit 1 til 8.
Som det fremgår af figur 10.6.1 ligger CO-udviklingen fra de 3 aktuelle bindere næsten på samme niveau igennem hele måleperioden. CO-udviklingen fra binder D-3 og D-4 ligger dog betydeligt over. Således er den integrerede CO-andel fra D-3 mellem 25 - 35% større i forhold til E-1, E-2 og F-1. Forudsat at støbetemperaturen er den samme, 1400 - 1420°C.
For at undersøge om en yderligere forøgelse af støbetemperaturen havde en betydning for CO-udviklingen, blev binderen F-1 også testet ved en støbetemperatur på 1500 - 1510°C. Temperaturens indflydelse vises i figur 10.6.2. Udviklingskurven viser, at CO-udviklingen kun de første 2 - 3 min er større ved en støbetemperatur på 1500°C. Resten af måleperioden forløber udviklingen så godt som parallelt for begge temperaturer. Også den totaludviklede CO-mængde er kun 2,6 % større ved en forøgelse af støbetemperaturen på 90 - 100°C.
Figur 10.6.1. CO-udvikling fra furanbinderne D-3, D-4, E-1, E-2 og F-1, støbetemperatur 1400°C
Figur 10.6.2. CO-udvikling fra furanbinder F-1, støbejerntemperatur 1400 hhv. 1500°C
Sammenlignes CO-udviklingen fra D-3 afstøbt ved 1400°C, er denne betydelig større end ved F-1 1500. Således er den total udviklede CO fra D-3 ved 1400°C 34% større end ved F-1 afstøbt ved 1500°C. Det skal dog bemærkes, at syreandelen i testformen med F-1 er 0,3 vægt % i forhold til D-3 med 0,4vægt %.
Figur 10.6.3. Kulbrinteudvikling fra furanbinderne D-3, D-4, E-1, E-2 og F-1, støbetemperatur 1400°C
Figur 10.6.4. Kulbrinteudvikling fra furanbinder E-1, E-2 og F-1, støbejerntemperatur 1400 hhv. 1500°C
Kulbrinteudviklingen viser næsten det samme billede, som ved CO. Også her fremgår af figur 10.6.3 og 10.6.4 næsten det samme udviklingsforløb ved binderne E-1, E-2 og F-1. Udviklingskurven for D-3 og D-4 ligger også i dette tilfælde noget over de aktuelle bindere. Dette gælder dog kun de første 10 min efter støbning. Bemærkelsesværdigt er, at kulbrinteudviklingen ved F-1 afstøbt ved 1500°C er lavest, dvs. også lavere end ved afstøbning ved 1400°C. En forklaring af dette fænomen kan være, at en del af kulbrinterne omdannes til andre pyrolyseprodukter, som ikke registreres under gruppen af aromatiske kulbrinter. Dette kan muligvis bekræftes af, at benzenudviklingen også er lavere ved 1500°C, se skema 10.6.1.
Benzenudvikling
Hvad benzenudviklingen angår, kan konstateres at denne er størst fra binderen F-1. Dvs., at udviklingen fra F-1 er i forhold til E-1 og E-2 1,6 hhv. 2,2 gange større. Som nævnt under kulbrinteudviklingen er benzenudviklingen fra F-1 afstøbt ved 1500°C lavere end ved afstøbning ved 1400°C, se skema 10.6.1.
Sammenlignes benzenudviklingen fra E-1, E-2 og F-1 med denne fra binderne D-3 og D4, kan det ses, at udviklingen fra D-3 er noget højere end fra F-1. Udviklingen fra D-4 er på niveau med F-1. Afhærdes D-3 med benzensulfonsyre øges benzen-udviklingen til næsten det dobbelte niveau i forhold til afhærdning med PTS-syre, se skema 6.2.2.1.
SO2-udvikling
SO2-udviklingen fra binderne E-1, E-2 og F-1 er meget lavere i forhold til D-3, se skema 9.4.1 og 10.6.1. SO2-udviklingen er som det ses hovedsagelig afhængig af den anvendte syretype, dvs. af svovlsyre andelen i PTS-syren.
Version 1.0 September 2006, © Miljøstyrelsen.