W Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa zrealizowała projekt w ramach Programu Badan Stosowanych  pt.  Ocena wpływu termicznej destrukcji mas formierskich z regeneratem i komponentami organicznymi na jakość odlewów ze stopów żelaza oraz na skład generowanych gazów, ze szczególnym uwzględnieniem związków z grupy BTEX i WWA”. Projekt był finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju na mocy umowy PBS2/A5/30/2013. Koszt całkowity projektu wynosił 1.996.500 zł. Projekt był realizowany przez Konsorcjum w składzie: Akademia Górniczo-Hutnicza – Wydział Odlewnictwa (Lider konsorcjum), Instytut Metalurgii Żelaza w Gliwicach (Wykonawca), Sylwester Piasny Przedsiębiorstwo Techniczne HARDKOP w Trzebini. Okres realizacji projektu: 01.07.2013 – 31.12.2015 , kierownik projektu prof. dr hab. Mariusz Holtzer.

W ramach projektu przebadano 12 układów spoiw formierskich i rdzeniowych pochodzących od 5 różnych producentów, oraz mas z tymi spoiwami pod kątem wydzielalności gazów, szczególnie z grupy WWA i BTEX. Głównym celem projektu było określenie wpływu dodatku regeneratu do osnowy mas na emisję szkodliwych gazów i jakość odlewów wykonywanych w tych masach. Badania skoncentrowano na dwóch zasadniczych grupach mas: masy z żywicami furanowymi utwardzanymi kwasami oraz masy stosowane w technologii ALPHASET. Badania prowadzono w skali laboratoryjnej (masa próbki kilka gramów, półtechnicznej (masa próbki około 150 g), oraz w odlewni (odlewy o masie 10-20 kg ). Stosowano dodatki regeneratu uzyskiwanego metodą regeneracji mechanicznej, w ilościach do 100% regeneratu, jako osnowa masy.  Opracowano metodykę poboru i pomiaru emitowanych gazów w poszczególnych skalach oraz technikę analityczna ich oznaczania ilościowego. Przedmiotem analizy były gazy z grupy BTEX (benzen, toluen, etylobenzen i ksyleny) oraz z grupy WWA (wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych), tzn. gazy, które w większości są rakotwórcze i mutagenne. W analizie gazów stosowano technikę chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrem masowym (GC/MS) oraz GC-FID. Badania prowadzono w zakresie temperatury 700 – 1300oC, w atmosferze argonu i powietrza.  Wyprowadzono zależności opisujące objętość generowanych gazów od strat prażenia masy oraz wielkość emisji badanych gazów (WWA i BTEX) od strat prażenia danej masy. Badania wykazały, ze dodatek regeneratu, (który zawsze zawiera pewną ilość substancji organicznej) do osnowy masy w sposób istotny zwiększa ogólną objętość generowanych gazów, co ma wpływ na jakość otrzymywanych odlewów, jak również na stężenie tych najbardziej niebezpiecznych dla człowieka i środowiska gazów.

Według wiedzy wykonawców projektu  badania w zakresie wpływu dodatku regeneratu do masy na ilość i skład generowanych, pod wpływem wysokiej temperatury, gazów nie były dotychczas realizowane.

 

Efektem realizacji projektu była m. in. publikacja 8 artykułów w czasopismach o zasięgu międzynarodowym  posiadających IF:

  1. Holtzer Mariusz, Bobrowski Artur, Dańko Rafał, Kmita Angelika, Żymankowska-Kumon Sylwia, Kubecki Michał, Górny Marcin, Emission of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX) from the furan moulding sands with addition of the reclaim. „Metalurgija”, 2014, vol. 53 no.4, 451-454, IF=0.95
  2. Bobrowski Artur, Holtzer Mariusz, Żymankowska – Kumon Sylwia, Dańko Rafał: Harmfulness assessment of moulding sands with a Geopolymer binder and a new hardener, in an aspect of the emission of substances from the BTEX group. “Archives of Metallurgy and Materials”, 2015, vol. 60, Iss. 1, 341-344, IF = 1.09
  3. Holtzer Mariusz, Żymankowska – Kumon Sylwia, Kmita Angelika, Dańko Rafał: Emission of BTEX and PAHs from molding sands with furan cold setting resin containing different contents of free furfuryl alcohol during production of cast iron. “China foundry” 2015, vol. 12, no.6, 446-450,  IF=0.433
  4. Holtzer Mariusz, Dańko Rafał, Kmita Angelika: Influence of the reclaimed sand addition to moulding sand with furan resin on its impact on the environment. “Water, Air and Aoi Pollut.” (2016), doi 10.1007/s 11270-015-27079, IF=1.554
  5. Żymankowska-Kumon Sylwia: The BTEX emission from moulding sands with furan resin dependence on the VOC content and loss on ignition. “Metalurgija”, 2015, vol.54, no.4, 607-601; IF = 0,959
  6. Holtzer Mariusz, Dańko Rafał, Kubecki Michał, Żyamnkowska-Kumon Sylwia, Bobrowski Artur., Kmita Angelika, Górny Marcin.: Influence of the reclaim addition the moulding sand with furan resin on the emission of toxic gases at high temperature. „Proceedings of  the 71 World Foundry Congress”, 19-21 May 2014, Bilbao (Hiszpania)
  7. Kmita Angelika, Roczniak Agnieszka, Holtzer Mariusz: The identification of pyrolysis products of the Alphaset binder with gas chromatography/mass spectrometry. “Metalurgija”
    (w druku ;2015), IF=0.959
  8. Holtzer Mariusz, Górny Marcin, Angelika Kmita: The influence of motorization on the climate warming.” Int. J. Global Warming”, (w druku; 2015) IF= 0.696.

Ponadto zrealizowano 12 publikacji w czasopismach recenzowanych,  znajdujących się na liście MNiSW. Wyniki badań zaprezentowano w formie prezentacji lub posteru na 18 konferencjach naukowych. Została wydana również monografia pt. „Wpływ dodatku regeneratu na jakość odlewów i szkodliwość mas formierskich i rdzeniowych nowej generacji. Praca zbiorowa pod redakcją
M. Holtzera, Kraków 2015.