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BU Foundry Northern Europe BU Foundry Northern Europe
Emissionsminderung in Bentonitgebundenen Formstoffen
Cornelis Grefhorst Dr. Oleg Podobed
Sandra Böhnke Dr. Dieter Genske
S&B Industrial Minerals GmbH
BDG-Umwelttag Düsseldorf 30. September 2014
BU Foundry Northern Europe
2004
― 2
007
2000
― 2
004
GO - APIC
ENVIBOND®
- Danish Technological Institute
- Svenska Gjuteriföreningen Service AB
- Castings Technology International
- Volvo Powertrain Corporation
- Vanguard Foundry Ltd.
- Laycast Ltd.
- S&B Industrial Minerals GmbH
- DISA Industries GmbH
TU Krakow
BU Foundry Northern Europe
• Emissionsquellen • Mögliche Alternative • Änderungen der Formstoffeigenschaften • Labor- und Technikums-Prüfungen • Praxis: Erfahrungen und Ergebnisse
BU Foundry Northern Europe
Emissionen Bentonitgebundener Formstoffe
Gußteil
Formsand
Kern
Emissionen Kerbinder und organisch Additive
Emissionen Formsand (zumeist Kohlenstaub)
BU Foundry Northern Europe
Emissionen Bentonitgebundener Formstoffe
Kern Emissionen
Kohle Emissionen Kern Emissionen
Formsand ( QS + Bentonit + Kohle) ( Kornverteilung und Verdichtung) Kohle Kondensate
Kern Kondensate
Adsorption und Akkumulation in Formstoff( Filter)
Kohle Emissionen
Kern ( QS + Binder + Additiv)
Metall
Minimale Emissionen von Trennmittel, Schlichten, Kernkleber
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Kohlenstaub • Einfach in der Anwendung • Kostengünstig • Funktionell
Nachteile • Bildung von Verkokungsrückständen • Emissionen und Bildung von Kondensaten • Gefahrpotential (Selbsterhitzung, ATEX)
BU Foundry Northern Europe
Alternative
• Prozess optimieren. (minimal)Verbrauch Bentonit und GKB
• Bentonite verwenden, die mit Zusätzen modifiziert sind
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Prozeßkohlenstoff
• Selektierter makrokristalliner Graphit, der in den Bentonit eingearbeitet wird Prozeßkohlenstoff
• Es entsteht ein neuer Bentonit, Farbe grau
BU Foundry Northern Europe
QUICKBOND
1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
2,7
2,9
3,1
3,3
3,5
A 2 3 4 6 8 9 10Zahl der Umläufe
Grü
nzug
fest
igke
it [N
/cm
²]
Ca-Bentonit
IKO BOND D
Quickbond D
bayr. Bentonit
BU Foundry Northern Europe
QUICKBOND
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
A 2 3 4 6 8 9 10Zahl der Umläufe
Nas
szug
fest
igke
it [N
/cm
²]
Ca-Bentonit
IKO BOND D
Quickbond D
bayr. Bentonit
BU Foundry Northern Europe
QUICKBOND
11
12
13
14
15
16
17
18
19
A 2 3 4 6 8 9 10Zahl der Umläufe
Grü
ndru
ckfe
stig
keit
[N/c
m²]
Ca-Bentonit
IKO BOND D
Quickbond D
bayr. Bentonit
BU Foundry Northern Europe
Aktivton (MB) %
Druckfestigkeit
CASE STUDY, Messungen in einer Giesserei
QUICKBOND
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CASE STUDY, Messungen in einer Giesserei Spaltfestigkeit
Prüfkörpergewicht (g)
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Nasszugfestigkeit
Druckfestigkeit pro % Bentonit
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Gießerei-Umstellung auf Bentonit mit Prozeßkohlenstoff
3
3,5
4
12 13 14 15 16 17 18
Schlammstoff [%]
Was
serg
ehal
t [%
]
mit Prozeßkohlenstoff
ohne Prozeßkohlenstoff
Verdichtbarkeit 42,1%
Verdichtbarkeit 42,9%
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Messungen im Technikum
BU Foundry Northern Europe
Messungen im Technikum
New ENVIBOND® Classic
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Gasentwicklung (Gießereisande)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 10 20 30 40 50 60 70
Time, s
Gas
evo
lutio
n ra
te (c
m3 /g
s)
CO-H1CO-H2
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Technikum Gießereisande
Emission of gases [mg/kg green sand] Sample
Weight of
sample
Volume of gases Benzene Toluene Ethylobenzene Xylene
[g] [dm3/kg] 2008 191.29 20.91 141.15 16.73 0.52 3.66
2008 191.13 20.93 116.15 14.13 0.52 3.14
Average 2008 - 20.92 128.65 15.43 0.52 3.40
2007 189.32 25.35 206.53 28.52 1.58 7.92
2007 191.70 25.04 206.57 22.95 0.52 5.74
Average 2007 - 25.20 206.55 25.74 1.05 6.83
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FTIR, labortechnische Bestimmung von Emissionen
Probensammler (beheizte Transferleitung 180°C zur Vakuumpumpe)
Verdünnunsgeinheit
Detektionseinheit
Probenvorbereitungseinheit
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Labortechnische Bestimmung von Emissionen
Thermische Zersetzung von Materialproben mit simultaner Bestimmung der Pyrolysegase
Gasprobensampler 180°C Ofen 900°C Quarzglasrohrreaktor
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Gefährliche Verbindungen in Pyrolsegasen
B- Benzen T- Toluen E- Ethylbenzen X- Xylene Naphthalen
Aromatische Verbindungen Aliphatische Verbindungen Toxische Gase
Alkane Methan CH4 Ethan C2H6 Propan C3H8
Kohlendioxid CO Schwefeldioxid SO2 Cyanwasserstoff HCN
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Vergleich BTEX Emissionen Formsandproben
ENVIBOND®
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Vergleich CO Emissionen Formsandproben
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Vergleich Alkane Emissionen Formsandproben
ENVIBOND®
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Vergleich Emissionspotenzial von Formsanden
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Vergleich Emissionspotenzial von Kernsanden
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Emission in der Gießerei 2007 2008 90kg casting, 43 mold/h Pouring / Cooling BTX BTX Benzene 100 60 Benzene set to 100 Toluene 53 0 Xylene 40 0 Shake Out Benzene 67 53 Toluene 67 67 Xylene 67 0 Pouring / Cooling OU 2007 OU 2008 1st measurement 1814 1986 2nd 3058 3087 3rd 2362 534 In tendency no difference Shake Out 1st measurement 6232 3883 2nd 4492 1825 3rd 16483 1536 In tendency lower odor
emissions during shake out
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Entwicklung CO am Arbeitsplatz
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BTEX Reduction of 40 to 60% due to ENVIBOND EMISSIONS of BTEX - Remaining % after ENVIBOND
0
20
40
60
80
100
120
GAS Benzene Toluene Ethyl-Benzene Xylen Total BTEX
Before SET to 100 Foundry 1 Foundry 2 Foundry 3 Foundry 4
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Beobachtungen bei der Umstellung in der Gießerei
• Weniger Rauch • Sand ist nicht so intensiv schwarz • Weniger CO • Gussoberfläche OK • Mehr Sandanhaftungen • Mehr Neigung zu Schülpen ( Gießsystem) • Weniger Penetrationsdefekte (Grauguss)
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Cost-benefit
Weniger BTEX und CO
Weniger Kondensate in Altsand
Weniger Bentonit Verbrauch
Rezepturkosten
Sandaustrag
Ausgußsystemänderungen
…Clean FOUNDRY costs
benefits
BU Foundry Northern Europe S&B Industrial Minerals
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
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