Kögglun á hráefni til framleiðslu á járnblendiHeiðar Jón Heiðarsson

Lokaverkefni í vél- og orkutæknifræði B.Sc2013

Höfundur: Heiðar Jón HeiðarssonKennitala: 190973-2989Leiðbeinandi: Þorsteinn Hannesson

Tækni- og verkfræðideildSchool of Science and Engineering

Háskólinn í Reykjavík Menntavegi 1, 101 Reykjavík sími: 599 6200

www.ru.is

Tækni- og verkfræðideild

Heiti verkefnis:

Kögglun á hráefni til framleiðslu á járnblendi.

Námsbraut: Tegund verkefnis:

Vél- og orkutæknifræði BSc Lokaverkefni í tæknifræði BSc

Önn: Námskeið: Ágrip:

2013-3 VT

LOK1012

Markmið verkefnisins var að finna leið til að

nýta betur hráefni, nánar tiltekið eldhúð og

forskiljuryk hjá Elkem Íslandi sem er

járnblendiverksmiðja á Grundartanga. Með

eldhúðinni eru blandaðar mismunandi gerðir

járnblendis. Gerð var tilraun til að köggla efnið

með því að hræra sementi saman við hráefnið.

Hræran var svo sett í form til þurrkunar og

brotþolsprófuð.

Gerðar voru tilraunir með mismunandi blöndur

og kögglarnir prófaðir með tilliti til styrks til að

athuga hvort þeir þoli ferlið að ofnunum.

Útkoman er nokkrar blöndur sem vert er að

reyna í framleiðsluofnana hjá Elkem.

Höfundur:

Heiðar Jón Heiðarsson

Umsjónarkennari:

Indriði S. Ríkharðsson

Leiðbeinandi:

Þorsteinn Hannesson

Fyrirtæki/stofnun:

Elkem Ísland hf

Dagsetning: Lykilorð íslensk: Lykilorð ensk:

4. desember

2013

Kögglun Agglomeration

Dreifing:

opin lokuð til:

x

Efnisyfirlit

1 Inngangur 71.1 Elkem á Íslandi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.2 Hráefni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.3 Hráefni hjá Elkem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.4 Ávinningur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.5 Markmið verkefnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2 Kögglun 112.1 Gerðir brúa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2 Van der Waals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.2.1 Van der Waals afl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.2 Van der Waals styrkur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3 Steypun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.3.1 Styrkur efna við steypun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.2 Samloðun við steypun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.4 Sement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3 Kögglunin 193.1 Aðstaða . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2 Uppskriftir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.3 Blandan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.3.1 Fyrri hluti tilrauna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.3.2 Seinni hluti tilrauna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.4 Styrkur reyndur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4 Framleiðsla í stærra upplagi 28

5 Niðurstöður 315.1 Styrktarmælingar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315.2 Mesti styrkur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

5.2.1 Styrkur með eldhúð . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355.2.2 Styrkur með forskiljuryki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

6 Umræða og túlkun 36

7 Heimildaskrá 38

8 Viðaukar 40

3

Yfirlit mynda

1 Skýringarmynd fyrir ýmsar gerðir brúa sem myndast og valda kögglun[1]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2 Tvær agnir koma saman og tindarnir rekast á hvorn annan [1]. . . . 133 Horn og fjarlægðir notað í útreikninga á styrk köggla [1]. . . . . . . . 154 Tímasettar myndir af efnahvarfi í blöndu [2]. . . . . . . . . . . . . . . 175 Aðstaðan við tilraunirnar hjá Elkem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 Stóra hrærivélin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 Innvols hrærivélar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 Mæliskeið notuð fyrir Lofta 6 ásamt merkipenna sem notaður var til

að merkja poka fyrir sýnin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 Klakaboxin með merkingum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2010 Litla hrærivélin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2011 Hrært í þessari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2012 Stærri vigtin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2113 Minni vigtin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2114 Áætlun um uppskriftir sett upp myndrænt. . . . . . . . . . . . . . . . 2215 Kögglarnir eins og þeir komu úr klakaformunum. . . . . . . . . . . . 2716 Tólið sem notað var til slípunar á kögglum. . . . . . . . . . . . . . . . 2717 Köggull í pressunni hjá Nýsköpunarmiðstöð Íslands. . . . . . . . . . 2718 Skjárinn sem tengdur var við pressuna í brotþolsprófinu. . . . . . . . 2719 Staðsetning móts og pressu á vélinni. [3]. . . . . . . . . . . . . . . . 2820 Vél sem er föst á einum stað og mötuð með færibandi. Annað

færiband tekur við kögglunum. [4]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2921 Færanleg kögglunarvél. Steypan er flutt að henni en hún skilur

kögglana eftir á jörðinni. [5]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3022 Súlurit með niðurstöðum prófana ásamt óvissu. . . . . . . . . . . . . 3323 Súlurit sem sýnir hlutfall hvers hráefnis fyrir sig í uppskriftum sem

prófaðar voru. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3324 Styrkur kögglanna raðað eftir magni sements í blöndunni. Hæsta

hlutfallið lengst til vinstri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3425 Styrkur kögglanna raðað eftir magni forskiljuryks í blöndunni. Hæsta

hlutfallið lengst til vinstri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3426 Styrkur kögglana raðað eftir magni eldhúðar í blöndunni. Hæsta

hlutfallið lengst til vinstri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

4

27 Sterkustu kögglarnir úr tilraununum. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3528 Hlutfall hráefna í sterkustu kögglunum úr tilraununum. . . . . . . . . 35

5

Yfirlit tafla

1 Uppskriftirnar sem notaðar voru í fyrri hluta tilraunanna. . . . . . . . 252 Uppskriftirnar sem notaðar voru í seinni hluta tilraunanna. Allar

uppskriftirnar innihéldu eina skeið af bætiefninu Lofta 6. . . . . . . . 263 Niðurstöður styrkleikaprófana. Reiknað var meðaltal og óvissa. . . 324 Uppskriftir sterkustu kögglanna úr tilraunum sem innihéldu mest af

eldhúð. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 Uppskriftir sterkustu kögglanna úr tilraununum sem innihéldu mest

af forskiljuryki. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

6

1 Inngangur

1.1 Elkem á Íslandi

Elkem Ísland ehf framleiðir kísiljárn og er hluti af Elkem AS sem er staðsett íNoregi. Íslenska Járnblendifélagið hf var stofnað 1975 af Ríkisstjórn Íslands ogUnion Carbide sem er í Bandaríkjunum. Elkem kom að rekstrinum strax að einuári liðnu og kom þá í stað Union Carbide. Elkem átti þá 45% en ríkið 55%.Nokkrar breytingar urðu á eignarhlut Elkem og annarra eigenda fram til ársins2003 og var meðal annars skráð á Aðallista Verðbréfaþings Íslands og síðar áAðallista Kauphallarinnar. Frá árinu 2003 hefur Járnblendið verið alfarið í eiguElkem. Lengst af var áherslan lögð á hefðbundið kísiljárn blandað í hlutföllunum25% járn og 75% kísilmálmur. Framleiðsla annarra afurða hefur þó aukist og árið1997 var framleiðsla annarra kísiljárnafurða komið í um 7% af heildarframleiðslu.Árið 2006 var síðan samþykkt að auka framleiðslu enn ferkar með uppsetninguá nýrri FSM framleiðslueiningu. FSM stendur fyrir MgFeSi og er magnesíumblandað kísiljárn. Framleiðsla á FSM stóð yfir á árunum 2008 til 2012 en var þáhætt. Framleiðslulínan fékk þá önnur hlutverk og er verksmiðjan rekin á fullumafköstum við framleiðslu á öðrum kísiljárn tegundum með hefðbundið kísiljárnaðeins um 50% af framleiðslunni. Verksmiðjan er í dag ein sú stærsta sinnartegundar í heiminum. Elkem hefur alltaf lagt áherslu á að lágmarka neikvæð áhrifframleiðslunnar á umhverfið og vinna stöðugt að leiðum til að bæta framleiðsluferliðþannig að áhrif á umhverfið sé sem minnst. Það er gert með umbótarferlum semstöðugt eru í framkvæmd og hæfu starfsfólk með mikla sérhæfingu, þekkingu ogreynslu [6].

1.2 Hráefni

Vinna með hráefni hefur fylgt mannfólkinu frá örófi alda. Fyrst við matvælavinnsluog síðar við námuvinnslu. Elstu merki um kögglun á jarðvegsefnum eru talinvera eldri en 9.000 ára og eru í formi múrsteina. Það var þó ekki fyrr en ummiðja síðustu öld sem til varð sérstakt fag innan verkfræðinnar sem varðar þessaiðn. Þetta er svokölluð ferlisverkfræði (e. Process engineering) og er fag innanefnaverkfræðinnar. Greinin fjallar um meðhöndlun á hráefnum og þar með taliðer kögglun á hráefni. Áhugaleysi vísindaheimsins má líklega rekja til þess aðaðferðirnar eru heldur fornfálegar og kunnáttan varðveist og þróast með því að

7

ganga mann fram af manni í hundruði ára [1]. Þó nokkur kögglunariðnaður hefurverið á Íslandi í gegnum tíðina. Stærstu þættirnir voru í formi graskögglunar ogáburðarframleiðslu. Þegar mest var framleiddi Áburðarverksmiðjan um 70.000tonn á ári [7] og stóð það í allnokkur ár. Graskögglar voru framleiddir á Íslandium árabil og árið 1980 voru framleidd 12.836 tonn af graskögglum og grasmjöli [8].

1.3 Hráefni hjá Elkem

Kísiljárn er járnblendi notað í framleiðslu á stáli. Sem íblöndunarefni í stál hefurþað áhrif á eiginleika og gæði stálsins. Einn mikilvægasti hluti stálframleiðslunnarer að róa stálið. Þá er kísiljárni bætt út í bráðina til þess að fjarlægja súrefni úrbráðinni. Við framleiðslu á kísiljárni er blandað saman járni, kolefni og kísli í ofnivið 1.600◦C. Hjá Elkem Íslandi er notast við fínkornótt járn sem er kallað eldhúð.Nafnið kemur til af því að efnið myndast sem húð utan á járni sem er snöggkælteftir heitvölsun. Hráefnið er ódýrt og þess vegna notað í kísiljárnsframleiðsluen hefur þó þann galla að kornastærðin er smá. Vegna smæðar kornanna ertakmarkað hversu mikið af efninu er hægt að setja í ofnana til bræðslu hverjusinni. Ef hægt væri að auka kornastærðina myndi það opna möguleika á að fjölgategundum í framleiðslu hjá Elkem til muna. Annað efni sem fellur til hjá Elkem ersvo kallað forskiljuryk. Það kemur úr ofnunum og er fangað í síur áður en það ferút í andrúmsloftið. Þetta kemur til af því að efnið er svo fínkornótt að það rýkur úrofnunum í stað þess að síga niður í bráðina. Forskiljurykið inniheldur kísil og erurðað í dag og verður því ekki til verðmætasköpunar. Það var því tekin ákvörðunum að gera tilraunir með að köggla efnin og koma þessum tveimur hráefnumsaman í kögglana. Í meginatriðum snýst þetta um að finna réttu blönduna af eldhúðog forskiljuryki ásamt viðbótarefni svo sem sementi, kísilryki og vatni til þess aðsteypa efnið í form. Ef vel tekst til mun kögglunarverksmiðjan á Grundartanga ávegum Elkem hafa nokkur þúsund tonn af hráefni til að köggla á ári.

1.4 Ávinningur

Með kögglun er hægt að ná aukinni hagkvæmni á tvennan hátt. Betri nýtni áaukaafurð og notkun á ódýrara hráefni við framleiðslu. Kögglunin gefur möguleikaá að nýta forskiljurykið sem kemur úr ofnunum í stað urðunar. Hinn möguleikinn er

8

að nýta eldhúðina í meiri mæli í staðinn fyrir járnkúlur sem eru dýrari.

Árleg urðun á forskiljuryki hjá verksmiðjunni er á bilinu tvö til þrjú þúsund tonn.Við nýtingu á rykinu sparast 20 til 30 milljónir króna á ári í hráefnisinnkaupum ogurðunarkostnaði. Við beinan sparnað bætist svo umtalsverður umhverfisverndarávinningur. Við urðun eru notaðar vélar sem ganga fyrir jarðefnaeldsneyti sem ogskipin sem flytja hráefnið til Íslands. Þá er ónefndur umhverfislegur hagnaður viðstöðvun urðunarinnar sjálfrar.

Kögglun á eldhúðinni skiptir meira máli varðandi sparnað í hráefnisinnkaupum.Framleiðsla verksmiðjunnar fer fram í þremur ofnum. Í ofna eitt og þrjú er nú þegarnotað nokkuð af eldhúð eða allt að 40% af járninu sem þarf í framleiðsluna. Meðköggluninni væri hægt að færa það hlutfall nálægt 90%. Við framleiðslu á 65%kísiljárni þarf töluvert meira af járni en við kögglun opnast möguleiki á að notaeldhúðina í þá framleiðslu. Í framleiðsluna í ofni tvö er eingöngu notast við járnkúlurí dag vegna gæðamála en með kögglun væri hægt að nýta eldhúðina að einhverjuleiti í þá framleiðslu líka. Þegar öll þessi atriði eru tekin saman er mat Elkem aðmöguleiki sé á sparnaði í kringum 360 milljónir á ári [9].

1.5 Markmið verkefnis

Markmiðið með verkefninu er að finna góða blöndu til kögglunar. Til þess aðárangur verði af verkefninu þurfa kögglarnir að vera nógu sterkir til þess að komastí gegnum framleiðsluferlið án þess að hrökkva í sundur. Ef kögglunin heppnastvel getur umfang kögglunarinnar og ávinningur orðið mikill. Miklu máli skiptir aðhráefnið er ódýrt svo aðferðin við kögglunina þarf að vera afkastamikil en um leiðódýr.

Stærð kornanna og hversu gljúpt yfirborð þeirra er eða poruhlutfall er það semræður mestu um hversu sterkir kögglarnir verða. Kornin bindast saman með svokölluðum brúm sem myndast á milli þeirra í ferlinu og bindast porunum í korninu.Styrkur þessara brúa byggist meðal annars á því hversu stór kornin eru og hvegljúp þau eru. Margar aðferðir hafa verið reyndar til að reikna styrk efnis semhefur verið kögglað en þær hafa reynst óáreiðanlegar vegna mismunandi stærðarog gerðar kornanna hverju sinni. Einnig eru aðferðirnar flóknar svo erfitt er aðframkvæma gæðaprufur á meðan á framleiðslu stendur.

9

Verkefnið var því tvíþætt: Annars vegar kögglunin sjálf. Steypt var blanda afhráefnum, bindiefni og vatni í form til að skapa köggla sem væru nógu stórir ogsterkir til að nýtast í framleiðsluna og þola framleiðsluferlið án þess að molna.Efnin sem notuð voru eru eldhúð og forskiljuryk sem fylliefni, sement og kísilryksem bindiefni og vatn. Æskilegt var að koma sem mestu forskyljuryki í kögglanaásamt eldhúð. Hins vegar styrkleikamæling á kögglunum. Til að markverðursamanburður fengist á styrkleika kögglanna voru nokkrir vel valdir kögglar settirí brotþolspróf hjá Nýsköpunarmiðstöð Íslands.

10

2 Kögglun

Kögglun er það kallað þegar smáar agnir festast saman og mynda stærri köggul.Kögglun getur til dæmis orðið vegna aðdráttarafla milli smárra agna svo fínna aðþær mynda púður eða jafnvel ryk. Þessi aðdráttaröfl virka ekki nema ef mjög lítilfjarlægð sé milli agnana. Utanaðkomandi afl er því nauðsynlegt til að virkja þessiöfl eða tengi. Tvennt kemur til greina. Annað er að utanaðkomandi kraftur þrýstiþeim saman svo að óafturkvæm bjögun verði og minnki bilið á milli þeirra. Hitter að notaður sé bindimiðill sem bindur þær saman. Helstu skilyrði sem verðaað vera uppfyllt eru að náttúruleg öfl svo sem þyngdarafl og tregða séu minni enaðdráttaraflið milli agnanna.

2.1 Gerðir brúa

Oft kögglast efni þegar vökvi blandast við það svo vökvabrú myndast milli agnanna.Við þessar aðstæður fyllir vökvinn holurnar í ögnunum svo hárpípukraftur myndastmilli agnanna og undirþrýstingur verður í holunum. Ef vökvinn inniheldur ekkertaukaefni dettur köggullinn í sundur við uppgufun vökvanns. Margs konar aðstæðurgeta valdið því að brú myndast og kögglun verður:

• Vegna hita sem veldur því að agnirnar bráðna að hluta og harðna síðan aftursvo að bráðin myndar brú á milli agnanna (mynd 1a).

• Vegna efnahvarfa eða þar sem bindiefni hefur verið bætt við blönduna. Gerðbrúarinnar og atburðarrásin ræðst þá af tegund efnanna í blöndunni (mynd1b,c).

• Vegna hita sem myndast vegna núnings og/eða þrýstings hjá efnum semhafa lágt suðumark. Þá bráðna topparnir (sjá mynd 2) á hrjúfu yfirborðinu ogmynda vökva brú sem getur harðnað hratt við uppgufun vökvans svo í brúnnisitur eftir efnið úr toppunum (mynd 1a).

• Vegna breytinga á hitastigi sem orsakar að þegar hiti hækkar gufar efniðupp og endurkristallast síðan þegar hitinn lækkar. Styrkur kögglunarinnar ferþá bæði eftir magni efnis sem endurkristallast og hraðanum á kristölluninni(mynd 1a,c).

11

Mynd 1: Skýringarmynd fyrir ýmsar gerðir brúa sem myndast og valda kögglun [1].

• Ef aðstæður myndast þannig að vökvi, sem er í sambandi við agnir innihelduröragnir, gufar upp geta öragnirnar setið eftir og myndað brú. Aðdráttaröflefnisagnanna eru það sem mynda brýrnar í þessu tilfelli (mynd 1d).

• Ef seigfljótandi vökva er bætt út í blönduna. Þessi vökvi myndar þá þunnahimnu utan um agnirnar sem veldur samloðun með undirþrýstingi í holumagnanna og van der Waals tengjum milli efnanna. Köggull myndast þar tilannað þessara tveggja gefur sig (mynd 1b,c).

• Með vökvatengjum sem mynda hárpípukraft milli agnana sem heldur þeimsaman. Þessi kraftur er oft fyrsta stig af kögglun við myndun annars konarbrúa (mynd 1c,f).

• Með aðdráttarafli milli tveggja agna eða van der Waals tengjum (mynd 1d).

• Ef agnirnar eru þannig úr garði gerðar að þegar þær koma saman læsastþær saman eins og lego kubbar (mynd 1e).

[1]. Hér á eftir verður farið nánar yfir van der Waals tengin og kögglun með hjálpbindiefna.

12

Mynd 2: Tvær agnir koma saman og tindarnir rekast á hvorn annan [1].

2.2 Van der Waals

Allt efni hefur aðdráttarafl sem fer eftir gerð efnisins og stærð agnanna. Þetta afl erkallað van der Waals afl og er meðal annars það sem heldur saman vatnsdropumsem mynda t.d. poll eða læk. Þetta afl skapast vegna tímabundinnar hleðslu á millisameinda og myndar svo kölluð van der Waals tengi. Vegna þess að aðdráttaraflagnanna hrífur skammt og minnkar hratt með fjarlægð eru van der Waals tengi ekkialgeng í föstu efni. Hrjúfleiki og stærð veldur því að fjarlægðin milli þyngdarmiðjuagnanna verður yfirleitt of mikil í föstu efni til að van der Waals afl agnanna dugi tilað yfirvinna önnur öfl í náttúrunni. Yfirborðið verður alltaf hrjúft sama hversu litlaragnirnar eru. Hrjúfleikinn ræðst oft af stærð agnarinnar þannig að þegar stærðagnarinnar er komin niður fyrir vissa stærð verður hrjúfleikinn fasti [1]. Gróft dæmisem sýnir myndrænt hvað talað er um sést á mynd 2. Á myndinni sést hvernigagnirnar snertast í raun eingöngu á tveimur stöðum sem merktir eru „A”. Þessirtveir toppar valda því að ákveðin fjarlægð helst á milli agnanna.

2.2.1 Van der Waals afl

Aflið milli agnana er hægt að reikna og ef gert er ráð fyrir að báðar agnirnarséu kúlur má nota almenna jöfnu (jafna 1) þar sem reiknað er út sameiginlegtaðdráttarafl tveggja agna og sést á jöfnunni að fjarlægðin milli agnana skiptir miklumáli.

E = −A 1

12

y

x(y + 1)(1)

þar sem

A = π2q2λ, x =d

D1

, y =D2

D1

(2)

13

Hérna er D1 og D2 þvermál agnanna tveggja með fjarlægðina d milli þungamiðja,q er fjöldi atoma á cm3 og λ er van der Waals fastinn. Van der Waals fastinn ermismunandi eftir efnum og til eru töflur sem hægt er að fletta upp í. Ef efnin erueinnig mismunandi að lögun og af mismunandi stærðum hafa aðrar jöfnur veriðleiddar út. Eigi van der Waals tengin að duga ein og sér til að halda efninu samanþarf að koma til utanaðkomandi afl eins og t.d. þrýstingur til þess að varanlegafmyndun verði á ögnunum sem færir þær nær hver annarri [1].

2.2.2 Van der Waals styrkur

Útreikningar hafa verið gerðir til að finna styrk köggla sem myndast af völdum vander Waals tengja. Grunnjafnan er sú sama og í steypun (jafna 7) en stuðullinn A

er reiknaður út með jöfnu 3

Av1 =~ω

16πa2x (3)

þar sem ~ω er „Lifshitz-van der Waals” fastinn sem fer eftir viðeigandi efni en hanner á bilinu 0,2 til 9 eV (1 eV = 1,6 X 10−19J). Þar sem van der Waals fastinn er þaðeina sem breytist í jöfnunni er hægt að setja jöfnuna upp sem

Av = cx

a2. (4)

Setjum síðan jöfnu 4 inn í jöfnu 7 og fáum

σtv =1− εε

c

a21

x(5)

Hafa ber í huga að útreikningar á styrk kögglanna eru nálgun[1].

2.3 Steypun

Þegar efni er steypt með hjálp bindiefnis svo sem sementi verður til samloðunvegna þess að sementið fyllir holurnar í ögnunum sem steypa á saman. Sementiðmyndar síðan brú yfir í næstu ögn og fyllir holurnar þar. Við þessar aðstæður ræðststyrkur köggulsins af þremur atriðum öðrum fremur:

• Styrk fylliefnis.

• Styrk bindiefnisins.

14

• Styrk samloðunar milli agna bindiefnisins og agna fylliefnis.

Styrkur köggulsins ræðst af því hvert ofangreindra atriða er veikast [1].

2.3.1 Styrkur efna við steypun

Sé það styrkur efnanna sjálfra, annað hvort fylliefnisins eða bindiefnisins, þarf aðgera þá nálgun að allar agnirnar séu jafn stórar, þær séu hnöttóttar og allar brýrnarséu eins. Þá er hægt að segja að þvermál viðkomandi efnis sé það sem skiptirmáli. Til að reikna styrk kögglanna þarf að nota áðurnefndar nálganir og þá mánota jöfnu 6.

Mynd 3: Horn og fjarlægðir notað í útreikninga á styrk köggla [1].

σt =MB

Mp

ρpρB

(1− ε)σB = ψBεσB (6)

þar sem MB er massi brúarefnisins, Mp er massi agnanna sem mynda köggulinn,ρB og ρp er eðlismassar viðkomandi efna, 1 − ε er hlutfallslegt rúmmál efnisins,σB spennustuðull brúarefnisins, ε poruhlutfall fylliefnisins og ψB er hlutfall fyllingarholanna í efninu, þ.e. hversu stórt hlutfall af holunum brúarefnið fyllir. Þetta er þó ofmikil nálgun enda forsendurnar sem taldar voru upp hér á undan ekki raunhæfar.Með hjálp tölfræði og smá leiðréttingum fann Rumpf [10] betri nálgun fyrir styrkköggla með jöfnu 7.

σt =1− επ

kA

x2(7)

Þar sem x er þvermál agnanna og ε er poruhlutfall agnanna en þetta tvennt hægtað finna með tilraunum. Til er reynsluformúla fyrir k sem er kε = π15. Helstu

15

vandræðin við þessa nálgun er stuðullinn A en hann stendur fyrir viðloðunina semað verki eru í kögglinum. Þennan stuðul má nálga með jöfnu 8.

A = αxHA = αxf1(β, δ, a/x) (8)

[1] Hér er α yfirborðsspenna og HA er fall af horninu β (sjá mynd 3), horninu δ oghlutfallinu a/x. σt er þá mesta togþol köggulsins.

2.3.2 Samloðun við steypun

Sé það samloðun milli bindiefnis og agnanna sem er ráðandi þarf að beita öðrumaðferðum. Enn er notast við jöfnu 7. Til að finna stuðulinn A er jafna 8 notuð.Í þessu tilfelli skilgreinist stærð vökvabrúarinnar af horninu β sem er þá hægt aðskipta út fyrir φ sem er skilgreint með jöfnu

φ =Vb

2πx3/6=

3

πf2(β, δ, a/x) (9)

Með því að setja A úr jöfnu 8 í jöfnu 7 verður σtb

σtb =1− εε

α

xHA (10)

[1]. Vandamálið við þetta er að til að finna þessar stærðir þarf að taka prufur úrframleiðslunni. Til útreikningana þarf að hafa m.a. poruhlutfall og stærð korna semþarf að finna með tilraunum. Ómögulegt er því að nota þessa aðferð í framleiðslu.Gæðaprófanir þarf því að gera á annan hátt. Nokkrar leiðir koma til greina þar ámeðal brotþolspróf, höggpróf og núningspróf.

2.4 Sement

Við steypun þarf að bæta í blönduna efni sem kemur af stað efnafræðilegu ferlitil að brýrnar á milli agnanna verði sterkari og haldi eftir að vökvinn gufar upp.Í flestum tilfellum er notast við sement. Til eru margar tegundir af sementi ogmismunandi efnum er bætt út í sementið til að ná fram æskilegum eiginleikum íhvert skipti. Við blöndun fyrir venjulega steinsteypu eru hlutföll efna í blöndunniþannig að fylliefni eins og sandur og möl eru 60 - 70%, sement um 12%, vatnum 17% og bætiefni og loft um 5%. Sementið sem um ræðir í tilraununum og eralgengast að notað sé í steinsteypu heitir Portland sement með dæmigert innihald

16

Mynd 4: Tímasettar myndir af efnahvarfi í blöndu [2].

um 67% CaO, 22% SiO2, 5% Al2O3, 3% Fe2O3 og 3% af öðrum efnum [11].

Sementið er samsett úr nokkrum fösum sem virka mishratt í sambandi við vatn.Helstu fasarnir eru fjórir og nefnast alite, belite, aluminate og ferrite. Helsti munur áfösunum fyrir utan efnisinnihald er hversu hratt þeir virka með vatni. Þegar styrkursteypu er mældur er það almennt gert 28 dögum eftir steypun. Steypan heldursamt sem áður áfram að harðna eftir það.

Á fyrsta skeiðinu er það alite fasinn sem skiptir mestu máli. Alite er með CA3SiO5

efnisuppbyggingu og er 50-70% af sementinu. Eftir fyrsta skeiðið er það belitefasinn sem tekur við og er 15-30% af sementinu. Belite er með efnisuppbygginguCA2SiO4 og gerir lítið gagn fyrsta skeiðið en veldur verulegri hörðnun eftir það.Ferrite er 5-15% af sementinu með efnisuppbygginguna Ca2AlFeO5 og bregstmishratt við vatninu. Talið er að það sé vegna mismunandi gerðar kristallanna ísementinu. Aluminate er 5-10% af sementinu með efnisuppbygginguna Ca3Al2O6

en þrátt fyrir lítið hlutfall hefur hann veruleg áhrif á blönduna vegna þess að hannbregst mjög hratt við með vatni [11]. Það eru til mörg önnur íblöndunarefni fyrirsteinsteypu sem hafa margskonar tilgang svo sem að auðvelda meðhöndlun eðaauka frostþol og styrk steypunnar.

Þegar verið er að steypa dæmigerðan vegg úr steinsteypu er venjulega hægt að

17

taka mótin af eftir þrjá sólarhringa en þetta er ekki algilt. Taka þarf inn í reikninganaþykkt veggja og hitamyndun í steypu. Í tilraunum sem fara hér á eftir þurfti aðtakmarka sementsnotkun í blöndun við í mesta lagi 8%. Það er vegna álsinssem er í sementinu sem er óæskilegt í kísiljárni en nauðsynlegt efni í sementi.Sementið veldur því að brýr myndast milli agnana eins og sést á mynd 4. Svo lítilsementsnotkun leiðir af sér lengri hörðnunartíma og í þessu tilfelli má gera ráð fyrirþví að ekki sé hægt að fjarlægja kögglana úr mótunum fyrr en í fyrsta lagi eftir sjösólarhringa [12].

18

3 Kögglunin

Við kögglunina þarf að hafa í huga að kögglarnir þurfa að komast í gegnum ferlið aðofnunum. Kögglarnir verða geymdir í safnþró þaðan sem þeim verður mokað meðgröfu eða skóflum á færibönd. Færiböndin myndu flytja kögglana ásamt öðru efniupp í dagssílóin þar sem dagsskammturinn er geymdur fyrir framleiðslu dagsins. Áleiðinni yrðu kögglarnir að þola högg vegna falla og þrýstingi í sílóunum. Kögglarnirþyrftu að þola þessa meðferð til þess að gagn sé af köggluninni. Þar sem hráefniðer ódýrt í innkaupum þarf ferlið við kögglunina einnig að vera ódýrt.

Mynd 5: Aðstaðan við tilraunirnar hjá Elkem.(Mynd: Heiðar)

3.1 Aðstaða

Við rannsóknir var notast við hluta af rannsóknarstofu Elkem á Grundartanga semsést á mynd 5. Góð aðstaða með allt sem þurfti til, rennandi vatn, þrýstiloft, gottborðpláss, vigt o.fl. Komið var fyrir hrærivél sem sést á mynd 6. Á mynd 7 sjástarmarnir fjórir sem snúast inni í hrærivélinni og hræra efnunum saman. Forminsem voru notuð voru lítil og tóku aðeins lítinn hluta af efninu sem hrært var í hvertskipti sjá myndir 9 og 5. Hrærður var stór skammtur miðað við formin og hrærtlengi. Þetta var gott að því leyti að efnið í formunum komst nærri því að veraeinsleitt úr hverri hræru. Hins vegar var hrærivélin stór og ekki hentug til að hræra

19

Mynd 6: Stóra hrærivélin. Mynd 7: Innvols hrærivélar.

Mynd 8: Mæliskeið notuð fyrir Lofta 6ásamt merkipenna sem notaður var til aðmerkja poka fyrir sýnin.

Mynd 9: Klakaboxin með merkingum.

Mynd 10: Litla hrærivélin. Mynd 11: Hrært í þessari.

(Myndir: Heiðar)

20

Mynd 12: Stærri vigtin. Mynd 13: Minni vigtin.

(Myndir: Heiðar)

margar litlar hrærur. Þar sem rennt var nokkuð blint í sjóinn varðandi uppskriftvar mikilvægara að hræra margar smærri blöndur til að komast nær takmarkinu ásem skemmstum tíma. Áætlunum var því breytt svo fljótlegra yrði að hræra margarhrærur. Tekin var fram borvél með þeytara sjá mynd 10 og hrært var í fötunni ámynd 11. Þó að erfiðara væri að hræra með þessum búnaði var það þó nokkuðfljótlegra og auðveldara var að átta sig á hversu miklu þurfti að bæta í blöndunaaf efnum þegar hlutföll lágu ekki ákveðin fyrir. Vigtarnar voru tvær mis nákvæmarmeð ólíka vigtargetu og sjást á myndum 12 og 13. Stærri vigtin var með óvissuupp á 5 grömm en sú minni 0,1 gramm. Vegna þess hve lítið þurfti af bætiefninuLofti 6 í hverja blöndu var notast við litla skeið sem sést á mynd 8.

3.2 Uppskriftir

Efnin, öll nema vatnið sem kom úr vatnskrananum, voru sótt í efnisgeymslur hjáElkem. Efnin sem notast var við voru eldhúð, forskiljuryk, sement, kísilryk, vatn ogLofti 6. Við ákvörðun á hlutföllum í blönduna var m.a. notast við niðurstöður úrtilraunum frá Dipak K. Dutta, Dipok Bordoloi og Prakash C. Borthakur [13] og þástaðreynd að sementið mátti ekki fara yfir 8%. Í fyrrnefndri tilraun var viðfangsefniðsvipað að því leiti að þeir notuðu járn sem fylliefni og kísil að hluta til sem staðgengilsements. Einnig var leitað ráða hjá Sunnu Ó. Wallevik hjá Nýsköpunarmiðstöðsem er með sérþekkingu í efnistækni, steinefum-efnisgæði og steinsteypu sem og

21

Mynd 14: Áætlun um uppskriftir sett upp myndrænt.

Kristjáni F. Alexanderssyni sem er hjá sömu stofnun með sérþekkingu í eðlisfræði,eðlisfræði orku og steinsteypu. Þau komu með hugmyndir að áætlun sem séstá mynd 14. Á myndinni eru tvö efni sett inn en í raun geta þau orðið eins mörgog hver og einn vill sem og aukningar efna. Áætlunin byggði á því að vera meðgrunnuppskrift og auka við eitt efni í einu. Í hvert skipti sem blanda er tilbúiner hluti blöndunnar sett í ísmolaform og restin notuð til að bæta efni út. Þettaer gert einu til þrisvar sinnum og afgangnum sem eftir er verður hent. Eftir 14daga þurrktíma væru kögglarnir prófaðir og það sem kæmi best út síðan notaðsem ný grunnuppskrift og aðgerðin endurtekin með þá uppskrift. Hafa þurfti íhuga að innihald sements í blöndun steypunnar mátti ekki fara yfir 8% vegnaálinnihalds Portland sementsins og best fyrir ofnana að sementið væri sem allraminnst [14]. Sementið og álið er nauðsynlegt fyrir efnaferlið sem veldur því aðköggullinn harðnar og heldur formi þegar hann þornar.

Hjá Elkem er forskiljurykið aukaafurð. Þar af leiðandi er Elkem hagur í því að nýta ísem mestu hlutfalli forskiljurykið í kögglana. Forskiljurykið er fínkornótt efni, nánastryk, sem inniheldur kísil, járn og kolefni. Gerð var tilraun til að láta það koma tilmóts við eldhúðina. Forskiljurykið ætti þá að hluta til að nýtast sem bindiefni íkögglinum til móts við sementið. Forskiljurykið hefur þann ókost að það veldur þvíað meira vatn þarf til að blandan vökni.

Fljótlega kom í ljós að ekki var auðvelt að hræra blöndu með mikið af forskiljurykinema ef vatnsmagns var gætt sérstaklega vel. Ef farið var of geyst við að bætavatni út í varð hræran eins og þéttur leir og hrærðist ekki heldur klesstist svo þéttað það varð að skafa blönduna innan úr hrærivélinni. Það var því tekið til þess

22

ráðs að bæta við íðefni sem heitir Lofti 6 sem gerir það að verkum að loftmagneykst í blöndunni og ætti það að auðvelda blöndun með forskiljuryki. Við íbætinguaðeins einnar mæliskeiðar, sem sést á mynd 8, af Lofta 6 varð mögulegt að hrærablöndu með forskiljuryk sem allt að 50% fylliefnis á móti eldhúðinni. Þrátt fyrir þettabætiefni þurfti samt sem áður að gæta varúðar við íblöndun vatnsins.

Við vatnsblöndun í fyrstu umferð hverrar uppskriftar var notast við sjónrænt matog snertimat til að finna lágmarks vatnsmagn sem þurfti. Þá kom sér vel að verameð minni hrærivélina og fötuna sem gáfu möguleika á meiri nákvæmni. Þegarbúið var að taka prufu úr blöndunni var síðan bætt við 2% vatni. Í öllum tilfellumvar fylliefni haft sem næst 80%. Ekki er vitað hversu mikið magn forskiljuryksinsverður bindiefni og hversu mikið verður fylliefni. Vegna takmarkandi fjölda formavar tilraununum skipt upp í fyrri hluta og seinni hluta. Fyrri tilraunir skilgreinast semtilraunirnar sem gerðar voru við að fylla formin í fyrra skiptið. Eftir það kom hlé ísex daga áður en formin voru tæmd til þess að geta fyllt þau aftur og það ferli nefntseinni tilraunir.

3.3 Blandan

Blöndunni var mokað í formin (mynd 9) og þjappað vel í. Við fyrstu sex blöndurnarvar eitt box fyllt í hvert skipti. Eftir það hver blanda sett í eina röð í klakaboxi. Boxinvoru merkt tölustöfum frá einum og upp í fimmtán. Raðirnar á hverju boxi vorusíðan merktar bókstöfunum A, B og C til aðgreiningar. Formin með kögglunumvoru geymd í pokum til að koma í veg fyrir ofþornun.

Við blöndun með eldhúð eingöngu sem fylliefni kom í ljós að þegar vatnsmagnvar komið í 15% var blandan orðin mjög blaut og ljóst að ekki þurfti að reyna 20%hlutfall vatns. Þegar forskiljuryk var hluti af blöndunni þurfti að gæta vel að magnivatns. Ef of mikið af vatni var bætt í varð hræran að köggli sem ekki hrærðistheldur bókstaflega fóðraði fötuna og hrærivélina að innan. Frá því að blandanvöknaði og þar til hún var orðin óhræranleg var einungis bætt við u.þ.b. 6% vatnief forskiljurykið var 30 - 50%. Þá var vatnið á bilinu 6 - 13% en blandan varð erfiðviðfangs um leið og hlutfall vatns fór í tveggja stafa tölu. Um leið og forskiljurykfór í 20% hlutfall og meira, hjálpaði til að notast við bætiefnið Lofti 6. Auka þurftivatn um u.þ.b. 1% við hver 10% sem aukið var við uppskriftina af forskiljuryki til að

23

halda u.þ.b. sama rakastigi. Sement hafði líka áhrif á vatnsþörf við blöndun þannigað við meira sement þurfti minna vatn til að blandan vöknaði og hægt var að bætameira vatni við áður en blandan byrjaði að klessast.

Tilraununum var skipt upp í tvo hluta vegna takmarkandi fjölda steypuforma. Í fyrrihluta tilraunanna var leitast við að kynnast efnunum og þróa aðferðir við blöndun.Þá var tækifærið notað til að prófa ólíkar uppskriftir til að hægt væri að sjá áhrifinsem efnin hefðu á kögglana. Þessa köggla var svo hægt að nota við þróun áaðferðum við undirbúning fyrir prófanir og prófanirnar sjálfar. Með þessu var hægtað fullkomna aðferðina áður en kögglarnir sem áhugaverðastir voru fyrir Elkemvoru prófaðir. Í seinni hluta tilraunanna voru aðferðirnar fullþróaðar og þá voruprófaðar þær uppskriftir sem kæmu að mestu gagni í framleiðslunni hjá Elkem.

Á meðan notast var við stóru hrærivélina var föstu efnunum hellt í vélina eftiruppskriftum og vélin sett af stað. Vélinni var látin hræra efnunum saman áðuren vatninu var hellt út í. Það tók u.þ.b. hálftíma að hræra í blöndunni eftir að vatnivar bætt í til að viðunandi steypa yrði úr. Hluti af hrærunni var settur í klakaboxinsjá mynd 9 en því sem var eftir fleygt. Þar sem hrærivélin var stór þurfti að blandatíu kíló í henni fyrir hverja uppskrift til að vélin hrærði efnunum nægilega vel saman.

Eftir að skipt var um búnað þurfti að blanda þrjú kg af efni í stað tíu áður. Efnunumvar hellt í fötuna og hrært í þar til efnin höfðu blandast saman. Þá var vatni hellt útí og hrært þar til hræran var tilbúin. Þá var hluta hrærunnar komið í klakaboxin ogbætt út í hræruna því efni sem við átti samkvæmt uppskrift. Þegar þetta hafði veriðendurtekið einu sinni til þrisvar var afgangnum hent. Hversu oft bætt var í fötunafór eftir ástandi hrærunnar hverju sinni.

Eftir að efnin höfðu verið hrærð saman var blandan sett í formin og geymd í þeimí sex til átta daga. Þá voru kögglarnir teknir úr formunum og settir í merkta poka tilað geyma þá frekar í sex til tíu daga áður en þeir voru settir í gegnum prófin. Þettavar gert eins og áður segir til að endurnýta formin í seinni hluta tilrauna.

3.3.1 Fyrri hluti tilrauna

Þó svo að megin markmiðið hafi verið að koma sem mestu forskiljuryki í kögglanavar einnig gerð tilraun til að köggla eldhúðina með lágmarks sementi og kísilryk

24

sem staðgengil sements. Uppskriftirnar úr fyrri hluta tilraunanna eru gefnar uppí töflu 1. Með því að blanda eldhúð með sementi eingöngu var ætlunin að fásamanburð á þeirri samsetningu annarsvegar og sementi og kísli hins vegar. Loksvar gerð tilraun með Lofta 6 sem reyndist nauðsynlegt til að auðvelda hræringuþegar hlutfall forskiljuryks hækkaði.

Tafla 1: Uppskriftirnar sem notaðar voru í fyrri hluta tilraunanna.

Form nr. Eldhúð [%] Forsk.ryk [%] Sement [%] Vatn [%] Kísilryk [%]1 83 4 5 82 83 5 8 43 84 7 7 24 83 2 8 75 52 26 4 13 56 91 4 5

7A 87 4 97B 83 4 138A 89 6 58B 87 8 58C 86 10 49A 89 4 5 29B 87 4 5 49C 86 4 4 610 43 43 4 10

11A 41 41 4 1412A 90 1 4 512B 89 2 4 512C 88 3 4 513Aa 45 45 4 613B 44 44 4 813C 43 43 4 1014Ab 45 45 4 614B 44 44 4 814C 43 43 4 1015Ac 45 45 4 615B 44 44 4 815C 43 43 4 10

a8 skeiðar Lofti 6 í 13A, 13B og 13C.b4 skeiðar Lofti 6 í 14A, 14B og 14C.c1 skeið Lofti 6 í 15A, 15B og 15C.

Við hrærun varð ekki mikil breyting á blöndunni við aukningu Lofta 6. Þegarblandan var þjöppuð í formin var hins vegar mikill munur á hversu mikið blandanþjappaðist. Greinilegur munur var því á loftinnihaldi blöndunnar eftir því hversumikið magn Lofta 6 var notað.

3.3.2 Seinni hluti tilrauna

Í þessum hluta var áhersla lögð á að hafa hátt hlutfall forskiljuryks í uppskrifunumeins og sést í töflu 2. Sama aðferð var notuð og í fyrri hlutanum. Grunnuppskrifthrærð saman í fötunni, sýni tekið og sett í klakaboxin. Eftir það var síðan bætt

25

í afganginn af blöndunni eftir forskriftinni. Gerðar voru tilraunir með allt frá 20%að 50% forskiljuryk sem fylliefni á móti eldhúðinni með mismikið sements- ogvatnsinnihald. Þessir kögglar voru síðan geymdir í klakaboxunum þangað til þeirvoru prófaðir.

Tafla 2: Uppskriftirnar sem notaðar voru í seinni hluta tilraunanna. Allar uppskriftirnarinnihéldu eina skeið af bætiefninu Lofta 6.

Form nr. Eldhúð [%] Forsk.ryk [%] Sement [%] Vatn [%] Kísilryk [%]15A 44 44 6 615B 43 43 6 815C 42 42 6 1014A 42 42 8 814B 41 41 8 1014C 40 40 8 1212A 40 40 10 1012B 39 39 10 1213A 69 20 6 513B 68 20 6 613C 66 19 6 910A 58 30 6 610B 57 29 6 810C 56 29 6 99A 47 39 6 89B 46 39 6 99C 45 38 6 1111A 67 20 8 511B 66 20 8 611C 64 19 8 96A 57 30 8 56B 55 29 8 86C 54 29 8 97A 53 28 8 117B 45 39 8 87C 44 38 8 108A 43 37 8 128B 42 37 7 14

3.4 Styrkur reyndur

Farið var með áhugaverðustu kögglana í Nýsköpunarmiðstöð þar sem þeir vorusettir í brotþolspróf. Vegna lögunnar kögglanna þurfti að slípa þá í vél sjá mynd16, svo að pressan pressaði á flatan flöt á kögglinum og prófið yrði marktækt.Prófið fór þannig fram að einn köggull í einu er settur í pressu (mynd 17) tengdavið tölvu sem skráir þrýstinginn sem settur er á köggulinn. Pressan pressar síðanköggulinn og þegar köggullinn brotnar er hægt að lesa af ritinu af skjánum (mynd18) hve hár þrýstingurinn var þegar hann brotnaði. Vegna þess hvernig kögglarnirvoru skapaðir þ.e. trapisulaga eins og sést á mynd 15 var notast við þrýsting íkílógrömm [kg] í staðin fyrir hefðbundnari mælieiningu svo sem Pascal [Pa]. Til

26

að reikna þrýstinginn í Pascal þyrfti þverskurðarflatarmál kögglanna að vera þaðsama en kögglarnir voru ekki nákvæmlega eins og þeir brotnuðu ekki allir á samastað. Þetta kom ekki að sök þar sem tilgangurinn var að bera saman kögglanahvern við annan. Þeir kögglar sem voru áhugaverðastir innihéldu annars vegareldhúð eingöngu og hins vegar mikið af forskiljuryki.

Mynd 15: Kögglarnir eins og þeir komuúr klakaformunum.

Mynd 16: Tólið sem notað var tilslípunar á kögglum.

Mynd 17: Köggull í pressunni hjáNýsköpunarmiðstöð Íslands.

Mynd 18: Skjárinn sem tengdur var viðpressuna í brotþolsprófinu.

(Myndir: Heiðar)

27

4 Framleiðsla í stærra upplagi

Til þess að útkoma tilraunarinnar nýtist þarf að finna leið til að steypa kögglana ístóru upplagi. Steypustöðvar eru flestar sambærilegar að uppbyggingu svo finnaþarf eina í réttri stærð fyrir tilvonandi magn. Hún þarf að geta steypt úr nokkrumtonnum á dag. Frá steypustöðinni þarf að fóðra steypunarvélina og hvernig þaðyrði framkvæmt fer eftir því hvers konar steypunarvél yrði notuð. Sjálfvirkar vélarsem steypa hellur og múrsteina vinna að stærstum hluta á sama lögmálinu. Fyrstsetur vélin steypu í mótið. Þegar mótið er orðið fullt pressar vélin steypuna í mótinuog heldur við kögglana á meðan mótið dregst upp af þeim (sjá mynd 19).

Mynd 19: Staðsetning móts og pressu á vélinni. [3].

Ferlið þegar kögglarnir eru steyptir hefur verið útfært á nokkra máta en ein aðferðer notuð öðrum fremur og oftast útfærð á tvo vegu. Annar möguleikinn væri aðútfæra ferlið með vél svipaðri þeirri sem sést á mynd 20 þar sem vélin er föst ogkögglarnir eru fluttir. Fasta vélin hefur þann kost að mötun á efni til steypunar ereinföld og hraðvirk. Þar sem vélin er kyrrsett er einfalt að flytja efnið úr steypustöðí vélina með færiböndum. Þetta fækkar hreyfanlegum hlutum svo hætta á bilunumog slysum er í lágmarki við mötunina. Hinum megin við vélina eru kögglarnir fluttirfrá vélinni á færiböndum. Við affermun á færiböndum er ýmist notaður lyftari eðakrani. Vélina þarf að mata með plötum sem fara undir kögglana. Eftir að kögglarnireru teknir af færibandinu fá þeir tíma til að þorna á plötunum áður en þeim er

28

Mynd 20: Vél sem er föst á einum stað og mötuð með færibandi. Annað færiband tekurvið kögglunum. [4].

sturtað í gáminn sem geymir kögglana. Hugsanlegt er að hafa plöturnar fastará færibandinu þannig að þegar plata fer til baka niður undir færibandið sturtastkögglarnir af plötunni í kar þar sem þeir bíða á meðan þeir þorna.

Hitt ferlið er útfært eins og sést á mynd 21 þar sem framleiðslan er skilin eftir envélin færist. Síðan er hægt að taka framleiðsluna með lyftara eða einfaldlega leyfahenni að sitja þar sem hún er á meðan hún þornar. Hreyfanlega vélin er ekkimeð nein færibönd og útfærsla á fóðrun af steypu til steypingar er ekki augljós.Hugsanlegt er að vera með sérútbúið tæki sem sturtar réttu magni í síló sem væriá vélinni. Flutningstækið þyrfti þá að vera sérútbúið til að sturta svona ofarlega.Einnig er hægt að vera með steypudælu sem dælir í sílóið. Þá væri hægt að hannaferlið þannig að steypunarvélin tæki alltaf áfyllingu þeim megin í framleiðslusalnumsem dælan er. Barkinn sem flytti steypuna frá steypustöð í steypunarvél yrðiómeðfærilegur og gríðarlega þungur svo hann yrði að vera eins stuttur og hægter.

Auk aðferðanna sem nefndar voru hér á undan er hægt að gera tilraun með aðsteypa svokallaða ”sæng”. Að steypa í sæng kallast það þegar steypu er hellt eðakomið fyrir á stórum fleti svo sem gólfi eða utan dyra á jörðinni og látin harðnaþar. Hugsanlegt er að hægt sé að gera þetta með malbikunarvél en þær hafa

29

Mynd 21: Færanleg kögglunarvél. Steypan er flutt að henni en hún skilur kögglana eftir ájörðinni. [5].

verið notaðar til að leggja venjulega steinsteypu í vegi og flugbrautir. Hún þjapparað einhverju leyti efnið sem hún leggur sem er ein forsenda þess að köggluninheppnist. Gera þarf tilraunir með þessa aðferð til að sjá hvort hún gangi vegnaþess að blanda með forskiljuryki er þykkari en blanda af venjulegri steinsteypu ogþví óvíst um árangur.

Allar aðferðirnar hafa sína kosti og galla og fer eftir aðstæðum hverju sinni hvaðhentar. Það er ótvíræður kostur hjá vélinni sem ekki færist hversu auðveld mötuná steypu er. Færibönd ferja steypuna úr steypustöðinni í vélina og vegna smæðarkögglanna hentar betur að færa kögglana en að færa vélina.

30

5 Niðurstöður

Niðurstöður tilraunanna voru áhugaverðar og margar uppskriftir efnilegar til frekariþróunar og prófana. Ekkert eitt hráefni réði styrk kögglana heldur samtvinnuðusteiginleikar efnanna þannig að ekki var nein augljós línuleg tenging milli styrks oghlutfalls íblöndunarefna. Kögglarnir voru prófaðir 15 til 18 daga gamlir og voruprófaðir fimm kögglar úr hverri uppskrift. Alls voru gerðar 63 mismunandi blöndurog voru 30 þeirra valdar í styrkleikamælingar. Styrkur köggla sem gefinn er uppí niðurstöðum er meðaltal úr styrkleikamælingunum. Staðalfrávik og óvissa vorureiknuð út frá niðurstöðum tilrauna. Staðalfrávik var reiknað í excel sem notar jöfnu11 í útreikninga.

s =

√Σ(x− x)2

(n− 1)(11)

þar sem x er meðaltal og n er fjöldi styrkleikamælinga. Útreikningar á óvissu voruframkvæmdir með jöfnu 12

∆ =s√n

(12)

Enginn munur var á fyrri og seinni hluta tilraunanna þannig að hægt var að sameinaniðurstöðurnar til að auðvelda samanburð. Eini tilgangurinn með því að skipta upptilraununum var að nýta formin aftur. Til aðgreiningar eru uppskriftirnar auðkenndarmeð því að bæta við ”1-” fyrir framan númer uppskrifta úr fyrri hluta og ”2-” úr seinnihluta. Niðurstöðurnar síðan settar saman í töflu og súlurit til samanburðar.

5.1 Styrktarmælingar

Niðurstöður styrkleikamælinga hjá Nýsköpunarmiðstöð á kögglum sem valdir vorueru listaðar með óvissu í töflu 3. Myndræn framsetning er gerð með súluritum semsýnir niðurstöðurnar raðað eftir styrk kögglanna frá vinstri til hægri. Mynd 22 sýnirundir hvaða álagi kögglarnir brotnuðu og mynd 23 sýnir hlutfall hráefna í hverriblöndu í sömu röð.

Til glöggvunar eru súlurit með uppskriftunum raðað eftir hlutfalli nokkurra lykilíblöndunarefna. Þar er uppskriftunum raðað með mesta hlutfall vinstra megin ogtil hægri eftir því sem hlutfallið minnkaði. Á mynd 24 er súlunum raðað eftir hlutfallisements með hæsta hlutfall 10% og minnst 4%. Á mynd 25 er súlunum raðað eftirhlutfalli forkiljuryks með hæsta hlutfall 43% og minnst ekki neitt en þá var kísilryk

31

með í blöndunni að 1-8B og 1-8C undanskildum þar sem eingöngu var eldhúð ogsement í blöndunni. Á mynd 26 er súlunum raðað eftir hlutfalli eldhúðar með hæsthlutfall 90% og minnst 40%.

Tafla 3: Niðurstöður styrkleikaprófana. Reiknað var meðaltal og óvissa.

Form nr. Styrkur [kg] ∆ [kg] Þornunartími [dagar]1-2 510 58 181-3 802 43 181-5 433 38 17

1-8B 80 7 161-8C 43 3 161-9A 80 7 161-9B 162 12 161-9C 80 8 161-10 49 6 16

1-11A 454 14 161-12A 30 3 161-12B 46 3 161-12C 49 3 162-15B 270 14 182-15C 380 20 182-14C 266 14 182-13A 63 9 182-13C 279 17 182-10B 131 9 182-10C 214 12 182-9A 54 6 182-9B 121 12 182-11B 103 7 182-11C 298 17 182-6A 56 4 182-6C 306 26 182-7A 644 23 182-7B 62 4 182-8A 288 39 182-8B 640 38 18

32

Mynd 22: Súlurit með niðurstöðum prófana ásamt óvissu.

Mynd 23: Súlurit sem sýnir hlutfall hvers hráefnis fyrir sig í uppskriftum sem prófaðarvoru.

33

Mynd 24: Styrkur kögglanna raðað eftir magni sements í blöndunni. Hæsta hlutfalliðlengst til vinstri.

Mynd 25: Styrkur kögglanna raðað eftir magni forskiljuryks í blöndunni. Hæsta hlutfalliðlengst til vinstri.

Mynd 26: Styrkur kögglana raðað eftir magni eldhúðar í blöndunni. Hæsta hlutfalliðlengst til vinstri.

34

5.2 Mesti styrkur

Súlurit með styrk kögglanna sem náðu yfir 300 kg í pressu er sýnt á mynd 27 oghlutfall hráefna í blöndunum í sömu röð á mynd 28. Sterkasta blandan þoldi aðmeðaltali 802 kg og innihélt eingöngu eldhúð með 7% sement og 3% kísilryk til aðbæta upp lágt sementshlutfall. Allar þessar blöndurnar mætti reyna í ofnunum.

Mynd 27: Sterkustu kögglarnir úrtilraununum.

Mynd 28: Hlutfall hráefna í sterkustukögglunum úr tilraununum.

5.2.1 Styrkur með eldhúð

Aðeins tvær uppskriftir sem innihéldu eldhúð á bilinu 80-90% náðu kögglum meðyfir 300 kg brotþol. Það voru uppskriftir 1-2 og 1-3. Uppskriftirnar og brotþolið ergefið upp í töflu 4.

Tafla 4: Uppskriftir sterkustu kögglanna úr tilraunum sem innihéldu mest af eldhúð.

Form nr. Eldhúð [%] Sement [%] Vatn [%] Kísilryk [%] Brotþol [kg]1-3 84 7 7 2 8021-2 83 5 8 4 509

5.2.2 Styrkur með forskiljuryki

Sex uppskriftir sem innihéldu forskiljuryk á bilinu 25-45% náðu styrk yfir 300 kg íbrotþol. Uppskriftirnar með brotþoli eru listaðar í töflu 5.

35

Tafla 5: Uppskriftir sterkustu kögglanna úr tilraununum sem innihéldu mest af forskiljuryki.

Form nr. Eldhúð [%] Forsk.ryk [%] Sement [%] Vatn [%] Brotþol [kg]2-7A 53 28 8 11 6442-8B 42 37 7 14 6401-11A 41 41 4 14 4541-5a 52 26 4 13 388

2-15C 42 42 6 10 3802-6C 54 29 8 9 306

aInnihélt 4% kísilryk.

6 Umræða og túlkun

Kögglar sem innihéldu mikið af eldhúð, lítið af sementi (<10%) og engan kísil vorugjarnir á að molna við meðhöndlun fyrir prófanir og greinilegt að binding var ekkinæg. Með meiri kísli kom meiri styrkur. Kögglun á eldhúðinni er þó möguleiki einsog sést á uppskrift númer ”1-3” og ”1-2”.

Kögglun tókst vel með forskiljuryk og eldhúð saman í uppskrift. Við þær aðstæðurþurfti minna sement en meira vatn. Ef hlutfall sements var minnkað og hlutfallforskiljuryks aukið var hægt að köggla efni með aðeins 4% sement en þá þurftivatnið að vera nálægt 14% samanber uppskrift ”1-11A”. Það sést svo í uppskrift”2-8B” þar sem sement er 7% og vatn 14% að styrkur eykst með auknu sementi.

Hugsanlegt er að bæta kögglana enn frekar með minna sementi meira forskiljurykiog meira vatni. Takmarkið var að köggla eldhúð og gera tilraun til að koma einsmiklu forskiljuryki og litlu sement í kögglana og mögulegt var. Besta niðurstaðaner því uppskrift ”1-11A” þar sem hún inniheldur jafn mikla eldhúð og forskiljuryk ogeingöngu 4% af sementi en þoldi samt 454 kg.

Niðurstaðan var nokkrar uppskriftir sem hægt er að taka til prófana í ofnana. Þarsem þekking á kögglun kísils með járni er ekki mikil var lögð áhersla á að gerasem flestar uppskriftir til að nálgast einhverja nothæfa. Reyndar voru uppskriftirmeð eldhúð eingöngu og með mismunandi miklu forskiljuryki til að fá samanburðá virkni sements og forskiljuryks. 63 mismunandi uppskriftir voru hrærðar og þærefnilegustu af þeim settar í prófanir. Það kom í ljós að allnokkrar uppskriftir eruefnilegar til frekari prófana.

36

Sterkustu kögglarnir innihéldu ekki forskiljuryk og eru fyrir vikið ekki æskilegastaniðurstaðan þar sem óskastaðan er að koma miklu forskiljuryki með í kögglana.Þeir sem innihalda eldhúð eingöngu koma þó að góðum notum og myndu aukanýtingu á eldhúðinni verulega. Það eru einnig nokkrar niðurstöður sem innihaldamikið af forskiljuryki sem skapa nógu sterka köggla til að þola framleiðsluferliðað ofnunum sem vert væri að prófa og jafnvel þróa enn frekar. Framhaldið erundir Elkem komið, hvort þessar uppskriftir verða prófaðar í ofnana og hvort haldiðverður áfram að þróa uppskriftirnar byggt á þessum rannsóknum.

Niðurstöður þessara fyrstu tilrauna hjá Elkem eru mjög jákvæðar og líkur til aðElkem geti nýtt sér þetta við frekari þróun og náð svo að lokum meiri hagræðinguí rekstri með betri nýtingu hráefna.

37

7 Heimildaskrá

[1] W. Pietsch, Size Enlargement By Agglomeration. John Wiley & Sons Ltd,1991 (bls. 19-88).

[2] K. Iversen, “Steinsteypa. Samsetning og eiginleikar.” in Línuhönnun,2001. [Online]. Available: www.habil.is/evborg/syslimg/GXG_134076_st_Steinsteypan-1.pptâAO

[3] (2013, 29. sep) Mynd tekin af vef everonimpex. [Online]. Available: http://www.hollowblockmachines.in/semi-automatic-fly-ash-brick-making-machine-1685067.html

[4] (2013, 29. sep) Mynd tekin af vef shandong shengya machinery co. ltd.[Online]. Available: http://image.made-in-china.com/2f0j00fBgQYCKMsRpq/Semi-Automatic-Cement-Brick-Making-Machine-QTJ4-26A-.jpg

[5] (2013, 27. sep) Mynd tekin af vef alibaba.com. [Online]. Available:http://i01.i.aliimg.com/img/pb/883/598/377/377598883_016.JPG

[6] (2013, september) Saga elkem á Íslandi. [Online]. Available: http://elkem.is/um-elkem/sagan/

[7] Teitur Gunnarsson, “Áburður og framleiðsla hans,” Mannvit, 2. útgáfa, 2008.

[8] Hermann Sveinbjörnsson, “Graskögglar og grasmjöl tæp 13.000 tonn,” Dagur,18. nóvember 1980, bls. 1.

[9] Þorsteinn Hannesson, “Sparnaður,” Viðtal í Elkem, Grundartanga, 18. nóv2013, verkefnisstjóri sérverkefni, Elkem.

[10] H. Rumpf, “Zur theorie der zugfestigkeit von agglomeraten beikraftübertragung an kontaktpunkten,” Chemie Ingenieur Technik, vol. 42, pp.538–540, 1970.

[11] H. F. W. Taylor, Cement Chemistry, 2nd ed. Thomas Telfort Publishing, 1997(bls. 1-2).

38

[12] Sunna O. Wallevik and Kristján F. Alexandersson, “Steypuráðgjöf,” Viðtal íNýsköpunarmiðstöð, 29. nóv. 2013, verkefnastjórar hjá Nýsköpunarmiðstöð,sérfræðingar, eðlisfræði, efnistækni, steinsteypu.

[13] D. K. Dutta, D. Bordoloi, and P. C. Borthakur, “Investigation on reduction ofcement binder in cold bonded pelletization of iron ore fines,” InternationalJournal of mineral Processing, vol. 49, pp. 97–105, 1997.

[14] Jón Viðar Sigurðsson, “Blöndun fyrir kögglun.” Vidtal í Elkem, Grundartanga,4. nóvember 2013.

39

8 Viðaukar

40

Sýni 1 [kg] 2 [kg] 3 [kg] 4 [kg] 5 [kg] Meðaltal [kg] Staðalfrávik [kg] Óvissa [kg]

1-3 835 892 726 880 676 802 96 43

2-7A 712 631 572 653 654 644 50 23

2-8B 572 541 705 744 636 640 86 38

1-2 390 544 373 690 551 509 131 58

1-11A 505 422 439 448 457 454 31 14

1-5 207 425 387 554 368 388 124 56

2-15C 327 436 386 346 405 380 44 20

2-6C 317 249 252 391 322 306 59 26

2-11C 333 324 238 298 296 298 37 17

2-8A 207 231 254 420 329 288 87 39

2-13C 240 303 234 314 302 279 38 17

2-15B 283 225 308 253 281 270 32 14

2-14C 237 275 249 254 316 266 31 14

2-10C 182 199 252 227 209 214 27 12

1-9B 172 124 191 172 151 162 26 11

2-10B 157 99 131 138 128 131 21 9

2-9B 141 99 126 149 88 121 26 12

2-11B 111 90 110 84 120 103 15 7

1-9C 90 64 96 92 56 80 18 8

1-9A 65 107 72 78 76 80 16 7

1-8B 81 58 76 86 97 80 15 6

2-13A 80 60 64 79 32 63 19 9

2-7B 73 56 53 67 62 62 8 4

2-6A 47 46 61 60 65 56 9 4

2-9A 62 56 67 51 35 54 12 6

1-10 44 54 45 33 69 49 14 6

1-12C 56 51 49 49 40 49 6 3

1-12B 56 38 47 40 49 46 7 3

1-8C 45 47 43 51 31 43 7 3

1-12A 28 20 31 39 34 30 7 3

Niðurstöður styrkleikamælinga í Nýsköpunarmiðstöð Íslands

Dags. Nr. forms Eldhúð Forskiljuryk Sement Vatn Kísilryk Afgangur í fötu Lofti 6 Samtals Eldhúð Forskiljuryk Sement Vatn Kísilryk

29. okt. 2013 1 9.000,0 g 500,0 g 500,0 g 830,0 g 10.830,0 g 83% 4% 5% 8%

29. okt. 2013 2 9.000,0 g 500,0 g 840,0 g 500,0 g 10.840,0 g 83% 5% 8% 4%

29. okt. 2013 3 9.000,0 g 800,0 g 740,0 g 200,0 g 10.740,0 g 84% 7% 7% 2%

29. okt. 2013 4 9.000,0 g 200,0 g 832,0 g 800,0 g 10.832,0 g 83% 2% 8% 7%

30. okt. 2013 5 6.000,0 g 3.000,0 g 500,0 g 1.500,0 g 500,0 g 11.500,0 g 52% 26% 4% 13% 5%

31. okt. 2013 6A 2.733,2 g 120,2 g 149,9 g 3.003,3 g 91% 4% 5%

31. okt. 2013 6B 2.733,2 g 120,2 g 149,9 g 3.003,3 g 91% 4% 5%

31. okt. 2013 6C 2.733,2 g 120,2 g 149,9 g 3.003,3 g 91% 4% 5%

31. okt. 2013 7A 115,0 g 2.302,0 g 5% 115,1 g 2.417,0 g 87% 4% 9%

31. okt. 2013 7B 106,4 g 2.135,4 g 5% 106,77 g 2.241,8 g 83% 4% 13%

31. okt. 2013 7C

31. okt. 2013 8A 2.670,0 g 181,0 g 150,0 g 3.001,0 g 89% 6% 5%

31. okt. 2013 8B 54,8 g 2.739,0 g 2.793,8 g 87% 8% 5%

31. okt. 2013 8C 51,5 g 2.573,0 g 2.624,5 g 86% 10% 4%

31. okt. 2013 9A 2.670,0 g 120,2 g 150,5 g 60,0 g 3.000,7 g 89% 4% 5% 2%

31. okt. 2013 9B 55,7 g 2.786,0 g 2% 55,72 g 2.841,7 g 87% 4% 5% 4%

31. okt. 2013 9C 51,5 g 2.578,0 g 2% 51,56 g 2.629,5 g 86% 4% 4% 6%

31. okt. 2013 10A 1.368,0 g 1.362,0 g 120,0 g 305,4 g 3.155,4 g 43% 43% 4% 10%

31. okt. 2013 10B 1.368,0 g 1.362,0 g 120,0 g 305,4 g 3.155,4 g 43% 43% 4% 10%

31. okt. 2013 10C 1.368,0 g 1.362,0 g 120,0 g 305,4 g 3.155,4 g 43% 43% 4% 10%

31. okt. 2013 11A 137,3 g 2.747,0 g 5% 137,35 g 2.884,3 g 41% 41% 4% 14%

31. okt. 2013 11B

31. okt. 2013 11C

31. okt. 2013 12A 2.700,0 g 30,0 g 120,0 g 151,6 g 3.001,6 g 90% 1% 4% 5%

31. okt. 2013 12B 27,5 g 2.756,0 g 1% 27,56 g 2.783,5 g 89% 2% 4% 5%

31. okt. 2013 12C 25,5 g 2.557,0 g 1% 25,57 g 2.582,5 g 88% 3% 4% 5%

1. nóv. 2013 13A 1.365,0 g 1.365,0 g 120,0 g 212,0 g 8 skeið 3.062,0 g 45% 45% 4% 6%

1. nóv. 2013 13B 57,0 g 2.856,0 g 2% 57,12 g 2.913,0 g 44% 44% 4% 8%

1. nóv. 2013 13C 55,0 g 2.746,0 g 2% 54,98 g 2.801,0 g 43% 43% 4% 10%

1. nóv. 2013 14A 1.367,0 g 1.365,0 g 121,5 g 212,4 g 4 skeið 3.065,9 g 45% 45% 4% 6%

1. nóv. 2013 14B 58,8 g 2.944,0 g 2% 58,88 g 3.002,8 g 44% 44% 4% 8%

1. nóv. 2013 14C 56,7 g 2.838,0 g 2% 56,76 g 2.894,7 g 43% 43% 4% 10%

1. nóv. 2013 15A 1.365,0 g 1.365,0 g 120,4 g 212,2 g 1 skeið 3.062,6 g 45% 45% 4% 6%

1. nóv. 2013 15B 59,0 g 2.930,0 g 2% 58,6 g 2.989,0 g 44% 44% 4% 8%

1. nóv. 2013 15C 56,9 g 2.833,0 g 2% 56,66 g 2.889,9 g 43% 43% 4% 10%

Tilraunir I. Uppskriftir gefnar upp í grömmum eins og þær voru unnar við tilraunirnar. Tilraunir I. Hlutfall reiknað úr tilraununum.

Aukn. reiknuð

Dags. Nr. forms Eldhúð Forskiljuryk Sement Vatn Kísilryk Afgangur í fötu Lofti 6 Samtals Eldhúð Forskiljuryk Sement Vatn Kísilryk

7. nóv. 2013 15A 1.320,0 g 1.320,0 g 180,0 g 212,0 g 1 skeið 3.032,0 g 44% 44% 6% 6%

7. nóv. 2013 15B 57,0 g 2.846,0 g 2% 56,92 g 2.903,0 g 43% 43% 6% 8%

7. nóv. 2013 15C 55,0 g 2.737,0 g 2% 54,74 g 2.792,0 g 42% 42% 6% 10%

7. nóv. 2013 14A 1.275,0 g 1.275,0 g 240,0 g 250,0 g 1 skeið 3.040,0 g 42% 42% 8% 8%

7. nóv. 2013 14B 49,0 g 2.439,0 g 2% 48,78 g 2.488,0 g 41% 41% 8% 10%

7. nóv. 2013 14C 47,0 g 2.357,0 g 2% 47,14 g 2.404,0 g 40% 40% 8% 12%

7. nóv. 2013 12A 1.225,0 g 1.225,0 g 300,0 g 292,0 g 1 skeið 3.042,0 g 40% 40% 10% 10%

7. nóv. 2013 12B 58,0 g 2.909,0 g 2% 58,18 g 2.967,0 g 39% 39% 10% 12%

7. nóv. 2013 13A 2.071,0 g 600,0 g 180,0 g 150,0 g 1 skeið 3.001,0 g 69% 20% 6% 5%

7. nóv. 2013 13B 57,0 g 2.854,0 g 2% 57,08 g 2.911,0 g 68% 20% 6% 6%

7. nóv. 2013 13C 54,0 g 2.710,0 g 2% 54,2 g 2.764,0 g 66% 19% 6% 9%

7. nóv. 2013 10A 1.775,0 g 903,0 g 180,0 g 179,0 g 1 skeið 3.037,0 g 58% 30% 6% 6%

7. nóv. 2013 10B 57,0 g 2.860,0 g 2% 57,2 g 2.917,0 g 57% 29% 6% 8%

7. nóv. 2013 10C 55,0 g 2.758,0 g 2% 55,16 g 2.813,0 g 56% 29% 6% 9%

7. nóv. 2013 9A 1.440,0 g 1.202,0 g 180,0 g 230,0 g 1 skeið 3.052,0 g 47% 39% 6% 8%

7. nóv. 2013 9B 59,0 g 2.926,0 g 2% 58,52 g 2.985,0 g 46% 39% 6% 9%

7. nóv. 2013 9C 57,0 g 2.831,0 g 2% 56,62 g 2.888,0 g 45% 38% 6% 11%

11. nóv. 2013 11A 2.013,0 g 600,0 g 242,0 g 150,0 g 1 skeið 3.005,0 g 67% 20% 8% 5%

11. nóv. 2013 11B 57,0 g 2.826,0 g 2% 56,52 2.883,0 g 66% 20% 8% 6%

11. nóv. 2013 11C 54,0 g 2.671,0 g 2% 53,42 2.725,0 g 64% 19% 8% 9%

11. nóv. 2013 6A 1.715,0 g 901,0 g 242,0 g 175,0 g 1 skeið 3.033,0 g 57% 30% 8% 5%

11. nóv. 2013 6B 58,0 g 2.872,0 g 2% 57,44 2.930,0 g 55% 29% 8% 8%

11. nóv. 2013 6C 56,0 g 2.758,0 g 2% 55,16 2.814,0 g 54% 29% 8% 9%

11. nóv. 2013 7A 55,0 g 2.711,0 g 2% 54,22 2.766,0 g 53% 28% 8% 11%

11. nóv. 2013 7B 1.385,0 g 1.200,0 g 240,0 g 225,0 g 1 skeið 3.050,0 g 45% 39% 8% 8%

11. nóv. 2013 7C 59,0 g 2.933,0 g 2% 58,66 2.992,0 g 44% 38% 8% 10%

11. nóv. 2013 8A 58,0 g 2.853,0 g 2% 57,06 2.911,0 g 43% 37% 8% 12%

11. nóv. 2013 8B 55,0 g 2.735,0 g 2% 54,7 2.790,0 g 42% 37% 7% 14%

Tilraunir II. Uppskriftir gefnar upp í grömmum eins og þær voru unnar við tilraunirnar. Tilraunir II. Hlutfall reiknað úr tilraununum.

Aukn. reiknuð