Evaluation of Reclamability of Molding Sands with New Inorganic Binders

One of the purposes of the application of chemically modified inorganic binders is to improve knocking out properties and the related reclamability with previously used in foundry inorganic binder (water glass), which allowing the use of ecological binders for casting non- ferrous metals. Good knocking out properties of the sands is directly related to the waste sands reclamability, which is a necessary condition of effective waste management. Reclamation of moulding and core sands is a fundamental and effective way to manage waste on site at the foundry, in accordance with the Environmental Guidelines. Therefore, studies of reclamation of waste moulding and core sands with new types of inorganic binders (developed within the framework of the project) were carried out. These studies allowed to determine the degree of recovery of useful, material, what the reclaimed sand is, and the degree of its use in the production process. The article presents these results of investigation. They are a part of broader research programme executed under the project POIG.01.01.02-00- 015/09 "Advanced materials and technologies"

The Influence of Silica Module of the Soluble Sodium Silicate Hardened by Ester on the Residual Strenght of Molding Sand

Describes how to obtain a soluble sodium silicate with a density of 1.40 g/cm3, 1.45 g/cm3, 1.50 g/cm3, and silica module M = 2.1obtained from the silica- sodium glass with module M = 3.3 and M = 2.1. Residual (final) strength of molding samples made with thesebinders, were determined at temperatures corresponding to the characteristic temperatures of phase and temperature transitions of silica gel. Indicated the type of soluble sodium silicate capable of obtain the smallest value of the final strength of molding sand in the specified range of temperatures

New locality with unique Early Ordovician fauna from China

Majority of the palaeontological data are collectedfrom skeletonized specimens. As a result, our perception of biodiversity in the geological past is very incomplete since most organisms did not have a mineralized skeleton, and therefore had no chance to be preserved in rock. Butfortunately, there are also sporadic unusualfindings (known as taphonomic windows or Konservat-Lagerstätten) with exceptional preservation of fossils material, sometimes with preserved soft tissues. Such exceptional fauna was recently discovered in the Lower Ordovician Fenxiang Formation in Xingshan county of Hubei province in China. This important fauna is represented by linguloid brachiopods with remarkably preserved pedicle, the oldest traces of nematode life activities, the oldest reliable record of hydroids, the first fossil antipatharian corals, an enigmatic clonal organism probably of pterobranch affinity and conulariid Sphenothallus revealing serially arranged sets of septa-like structures. Our discovery support claim thatfamous Cambrian soft-bodiedfaunas of Burgess- or Chengjian-type did not vanish from thefossil record in post-Cambrian strata

The assessment of the uniformity of the silica sol structure

Omówiono zagadnienia związane z charakterystyką i wytwarzaniem zoli krzemionkowych. Określono wpływ charakterystycznych parametrów struktury zoli krzemionkowych o różnej zawartości SiO2, Na2O oraz wartości modułu krzemionkowego na gęstość i lepkość dynamiczną ich wodnych roztworów. Przedstawiono wyniki badań rozkładu i wielkości rozkładu cząstek występujących w badanych zolach krzemionkowych. W badanich tych zastosowano metodę spektroskopii z korelacją fotonową PCS (Photon Correlation Spectroscopy). Uzyskane w wyniku badań wartości charakterystycznych parametrów struktury badanych zoli krzemionkowych umożliwiły obliczenie wartości ich wskaźnika jednorodności struktury WB. Wskazano na wpływ charakterystycznych parametrów struktury badanych zoli krzemionkowych na ich jednorodność (homogeniczność).Issues related to the characteristics and production of silica sols are discussed. The impact of characteristic parameters of the structure of silica sols with different participation of SiO2, Na2O and the values of silica modulus on density and dynamic viscosity of their aqueous solutions have been determined. In the paper are presented research results of the distribution and the size of particles distribution in particular silica sols. Photon Correlation Spectroscopy was applied for the research. Values of characteristic parameters of the structure of examined silica sols,achieved as a result of the research, enabled the calculation of the value of their WB structure uniformity index. This pointed to the influence of characteristic parameters of the structure of silica gels tested for their uniformity (homogeneity)

Recycling of waste fly ash formed during combustion of hard coal for use in moulding mixtures manufacture

Artykuł stanowi zestawienie ważniejszych wyników badań przeprowadzonych w związku z realizacją projektu badawczego własnego, dotyczącego możliwości zastosowania krajowych popiołów lotnych powstających ze spalania węgla kamiennego, jako osnowy ziarnowej mas formierskich oraz fazy zbrojącej odlewanych kompozytów stopu aluminium (kompozyty ALFA). Przedstawiono skład chemiczny krajowego popiołu lotnego, charakteryzującego się największą stabilnością składu chemicznego (zawartość głównych związków chemicznych - % wag.: SiO2 = 81,66%, Al2O3 = 6,69%, Fe2O3 = 4,37%, CaO = 4,29%, MgO = 1,58%), jego skład fazowy (kwarc, mullit, larnit) oraz charakterystyczne wartości temperatury związane z przemianami fazowymi (temperatura topnienia = 1435°C, temperatura płynięcia = 1494°C, stabilność wymiarowa do temperatury 1230°C). Omówiono badania wpływu zastosowania procesów odmywania i separacji magnetycznej popiołu lotnego na zmiany wartości jego gęstości helowej, powierzchni właściwej, składu chemicznego oraz fazowego. Proces odmywania powoduje istotne zmniejszenie zawartości sodu (o około 20% wag.), a także wapnia (o około 14% wag.) i magnezu (o około 11% wag.), usuniętych głównie z fazy szklistej. Zastosowanie tego procesu powoduje również spadek wartości gęstości rzeczywistej oraz powierzchni właściwej popiołu lotnego. Separacja magnetyczna popiołu lotnego powoduje usunięcie części magnetycznych w ilości około 26% w przeliczeniu na Fe2O3. Towarzyszy temu spadek zawartości glinu, sodu, potasu i wapnia. Procesowi usuwania fazy magnetycznej towarzyszy spadek gęstości rzeczywistej i powierzchni właściwej. Przedstawiono wyniki badań dotyczących aglomeracji popiołu lotnego z zastosowaniem granulatora talerzowego oraz ciśnieniowego. Stwierdzono, że obydwie metody aglomeracji nie umożliwiają uzyskania litego materiału. Uzyskane aglomeraty posiadają strukturę porowatą, jednakże wyraźnie większymi porami charakteryzują się aglomeraty uzyskane w procesie granulacji talerzowej. Badany popiół lotny zastosowano jako osnowę ziarnową do wytwarzania mas formierskich zgodnie z procesem Shawa, procesem termoutwardzalnym (ze szkłem wodnym jako spoiwem) oraz procesem CO2. Określono podstawowe właściwości technologiczne uzyskanych mas formierskich, ich odporność termiczną oraz wytrzymałość resztkową. Stwierdzono przydatność tego rodzaju mas formierskich do wytwarzania form i rdzeni dla odlewów wykonywanych ze stopów metali o temperaturze zalewania nie przekraczającej około 1000°C. Przeprowadzono analizę wpływu zastosowania masy formierskiej z udziałem popiołu lotnego jako osnowy ziarnowej, na skład chemiczny i morfologię granicznej warstwy odlewu ze stopu aluminium. Nie stwierdzono wpływu popiołu lotnego jako osnowy ziarnowej masy formierskiej, na zmianę mikrostruktury oraz morfologii odlewu. Badania możliwości zastosowania popiołu lotnego jako fazy zbrojącej kompozytów ALFA, poprzedzono badaniami właściwości fizykochemicznych osnowy ziarnowej w postaci popiołów lotnych, zużytej w procesie odlewania. Stwierdzono, że pomimo wysokiej reaktywności ciekłego Al i jego stopów w kontakcie z badanym materiałem nie zaobserwowano ich wzajemnego oddziaływania. Po zastosowaniu obróbki cieplnej wytworzonego kompozytu z zastosowaniem popiołu lotnego jako fazy zbrojącej wprowadzonej w ilości 5% wag. oraz materiału wyjściowego w postaci próbek ze stopu aluminium, wytrzymałość R[sub]P02 oraz R[sub]m kompozytu wzrasta o około 10%, w porównaniu do analogicznych wartości materiału wyjściowego. Wartość A5 kompozytu maleje o około 60%, natomiast wartość HBW 5/250 wzrasta o około 55%, w porównaniu do analogicznych wartości materiału wyjściowego.The article is a compilation of the most important results obtained during execution of own research project regarding the possibility of using fly ash formed during combustion of hard coal as a base granular material in moulding mixtures and as a reinforcing phase in cast aluminium alloy-based composite materials (ALFA composites). The chemical composition of the domestic fly ash, characterised by the greatest stability of composition (the content of the main chemical compounds is the following - wt. %: SiO2 = 81,66%, Al2O3 = 6,69%, Fe2O3 = 4,37%, CaO = 4,29%, MgO = 1,57%), was determined together with the composition of respective phases (quartz, mullite, larnite) and some typical phase transformation-related values of temperature (melting point = 1435°C, flow temperature = 1494°C, dimensional stability up to 1230°C). The effect of washing process and magnetic separation of fly ash on changes in the value of its helium density, specific surface, and chemical and phase composition was discussed. The process of washing decreases significantly the content of sodium (by about 20 wt. %), calcium (by about 14 wt. %) and magnesium (by about 11 wt. %), removed mainly from the glassy phase. Applied effectively, this process also causes a decrease in the value of the fly ash true density and specific surface. Magnetic separation of fly ash removes the magnetic particles in an amount of about 26% in convertion to Fe2O3. A decrease in the content of aluminium, sodium, potassium and calcium usually accompanies this effect. The removal of magnetic phase is accompanied by a drop in the value of true density and specific surface. The article presents the results of investigations regarding the fly ash agglomeration behaviour when conducting the process in a disc granulator and in a pressure granulator. It has been stated that neither of these two methods of agglomeration enables obtaining a truly compact and solid material. The obtained agglomerates are characterised by a porous structure, the agglomerates produced in disc granulators having definitely larger pores. The examined fly ash was used as a base granular material for the manufacture of moulding mixtures used in the Shaw Process, in the process of thermo-setting mixtures (with sodium silicate as a binder), and in mixtures for the CO2 process. The basic technological properties of the manufactured moulding mixtures were determined along with their thermal resistance and residual strength. The applicability of these mixtures in production of foundry moulds and cores for elements cast from metal alloys at temperatures of up to about 1000°C was stated. The effect of the fly ash-based moulding mixture on the chemical composition and morphology of a phase boundary in aluminium alloy casting was analysed. The fly ash used as a base material in foundry mixture was observed to have no effect on changes in casting microstructure and morphology. Investigations of the possibility to use fly ash as a reinforcing phase in ALFA composites were preceded by investigations of the physico-chemical properties of fly ash used as a base material in foundry mixtures after pouring of these mixtures with molten metal. In spite of high reactivity of molten aluminium and its alloys in contact with the examined material, no interaction has been observed to take place. After a heat treatment of the ready, fly ash-containing, composite, where the said fly ash was acting as a reinforcing phase and was introduced in an amount of 5 wt. %, as well as a heat treatment of the base material, i.e. aluminium alloy samples, it was observed that the yield strength R[sub]P02 and tensile strength R[sub]m of the composite increased by about 10%, compared to analogical values obtained for the base, fly ash-free, aluminium alloy. The value of the composite elongation A5 decreased by about 60%, while the value of HBW 5/250 raised by about 55%, compared to analogical values obtained for the base material

Wpływ kondycjonowania termicznego szkliwa krzemianowo-sodowego na wartość potencjału Zeta uwodnionego krzemianu sodu

Problems connected with a change of Zeta potential values of soluble sodium silicate are presented. Soluble sodium silicate was made from sodium-silicate glass to thermally conditioned at a temperature of 1350°C for 60, 90 and 120 minutes. It was found that particles in all types of the soluble sodium silicate have similar electrokinetic properties. In the soluble sodium silicate made from the sodium-silicate glass subjected to thermally conditioned for 120 minutes, particles with the highest value of the Zeta potential were present. They provide the most intense laser light scattering.Przedstawiono zagadnienia związane ze zmianą wartości potencjału Zeta uwodnionego krzemianu sodu. Uwodniony krzemian sodu był wykonany ze szkliwa krzemianowo- -sodowego poddanego kondycjonowaniu termicznemu w temperaturze 1350°C przez 60, 90 i 120 minut. Stwierdzono, że we wszystkich rodzajach uwodnionego krzemianu sodu występują cząstki o zbliżonych właściwościach elektrokinetycznych. W uwodnionym krzemianie sodu wykonanym ze szkliwa krzemianowo-sodowego poddanego kondycjonowaniu termicznemu przez 120 minut, cząstki o największej wartości potencjału Zeta są źródłem największej intensywności rozpraszania światła laserowego

Effect of the way of modification of hydrated sodium silicate on the effectiveness of the changes in the residual strength of a moulding sand

Opisano wykorzystane w badaniach metody modyfikacji uwodnionego krzemianu sodu jako spoiwa krzemianowego masy formierskiej. Określono zmianę wytrzymałości końcowej masy formierskiej z zastosowanymi spoiwami krzemianowymi oraz efektywność zmian wytrzymałości końcowej w funkcji temperatury wygrzewania badanych próbek masy formierskiej. Stwierdzono, że najkorzystniejszym spoiwem w aspekcie zmiany wytrzymałości końcowej masy formierskiej jest spoiwo krzemianowe modyfikowane chemicznie dodatkiem organofunkcyjnym oraz spoiwo geopolimerowe, natomiast najkorzystniejszą efektywność zmian wytrzymałości końcowej masy formierskiej zapewnia spoiwo krzemianowe modyfikowane chemicznie dodatkiem organofunkcyjnym.The article discusses the ways of modification of hydrated sodium silicate as a silicate binder of moulding sands which were applied in the studies. It determines the change in the residual strength of the moulding sand with used silicate binders as well as the effectiveness of the changes in the residual strength as a function of the annealing temperature of the examined moulding sand samples. It was established that the most advantageous binder with regards to changes in the residual strength of the moulding sand is a silicate binder chemically modified with an organofunctional addition as well as a geopolymer binder, whereas the most beneficial effect of the changes in the residual strength of the moulding sand is ensured by a silicate binder chemically modified with an organofunctional addition