JP2001511710A - Manufacturing method of core for metal casting - Google Patents

Manufacturing method of core for metal casting

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JP2001511710A JP53635298A JP53635298A JP2001511710A JP 2001511710 A JP2001511710 A JP 2001511710A JP 53635298 A JP53635298 A JP 53635298A JP 53635298 A JP53635298 A JP 53635298A JP 2001511710 A JP2001511710 A JP 2001511710A
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ゲンツレル、クリストフ
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Abstract

(57)【要約】 ウレタン、コールド、ボックス、プロセスによる金属鋳造用砂製中子の製造方法において、計量装置（３）の諸部分にガス状のトリメチルアミンを導入し、その後１つの中子に用いられる砂の量を基準にして０．０１から０．１２重量％の濃度で、ガス状のトリメチルアミンを中子シューティング機（４）内に導入し、中子シューティング機（４）内へガス状のトリメチルアミンを導入する前に、パージガスを導入し、トリメチルアミンとパージガスとの間の関係が、トリメチルアミンの量Ｔに対し、使用されるパージガスの量Ｌが、１対１０００から１対１００００のＴ対Ｌの比率内にあるようにする。   (57) [Summary] In a method of manufacturing a sand core for metal casting by urethane, cold, box, or process, gaseous trimethylamine is introduced into various parts of a measuring device (3), and then the amount of sand used for one core is measured. A gaseous trimethylamine at a concentration of 0.01 to 0.12% by weight is introduced into the core shooting machine (4), and before the gaseous trimethylamine is introduced into the core shooting machine (4). And introducing a purge gas such that the relationship between the trimethylamine and the purge gas is such that the amount L of purge gas used is in the ratio of T to L of 1: 1000 to 1: 10000 to the amount T of trimethylamine. I do.

Description

【発明の詳細な説明】 金属鋳造用中子の製造方法 この発明は、金属鋳造用中子の製造方法に関するものである。 金属鋳造用中子の製造方法は公知である。その１つの方法は、ウレタンコール ドボックスプロセスであって、触媒又は硬化剤としてアミンを使用するものであ り、ギーセライ（Ｇｉｅｓｓｅｒｅｉ）７８（１９９１）の特別号、第１１巻、 第３７２−３７４頁の論説に記載されている。この公知の中子及び鋳型製造法は 、ベンジルエーテル樹脂（オルソーフェノール、レゾール）とイソシアネートと を含む成形用組成物を使用し、触媒として第三級アミンを使用してこの組成物を 硬化させる。アミンの触媒効果は気相でとくに有利であるから、沸点が約３℃の トリメチルアミン（ＴＭＡ）を使用してテストが行われ、このためにＴＭＡを使 用するとガス状のアミンにより比較的簡単な方法で硬化させることができる。ポ リウレタン反応の間に、反応性の過渡的な化合物を生成することによる第三級ア ミンの促進効果は、次の反応方程式によって説明される。 この公知の方法により中子を作ると、中子シューティング機へ第三級アミンを 必要量よりも著しく過剰に供給する、という点が不利である。トリメチルアミン の使用は、他のアミンに比較すると約５０％だけアミンの使用量を減少させるこ とが可能で有利であることが示されているが、トリメチルアミンの使用はまだ不 利を連想させる。１つの問題はその臭いによって発生する極端な迷惑であって、 その臭いは使用される装置のすべての部分が絶対に漏らさないことを必要として いる。配管がすべて比較的高い費用をかけて隔離されなければならない。 上記ギーセライの論説から、種々のアミンはＴＥＡ、ＤＭＩＡ、ＤＭＥＡ、Ｔ ＭＡの順に「不活発」（ｓｌｕｇｇｉｓｈ）から「活発」（ｒｅａｃｔｉｖｅ） へと反応性が増加する、ということがさらに判明する。その乏しい反応性は別と して、ＴＥＡはまたそれがエーロゾルを形成するという欠点に苦しんでいる。 軽金属を鋳造するための材料成形用の粘結材は、ＤＥ−Ａ−３０１７９２５公 報に開示されており、この公報はコールド、ボックス、プロセス技術の詳細を説 明している。例えば、トリメチルアミン又はトリエチルアミンが第三級アミンと して使用できたことを示している。記載されている方法の中では、０．０１ない し３０容量％の第三級アミンを含む空気、二酸化炭素又は窒素のような不活性ガ スの流れを使用するのが有利である。 ギーセライ５８（１９７１）第９号、５月６日、第２４９−２５４頁記載のジ ー、エンゲルス（Ｇ．Ｅｎｇｅｌｓ）のシュツットガルトにおける公開討論、コ ールドボックスプロセスでは、トリエチルアミンの使用がさらに詳しく記載され ている。そこでは、使用すべきトリエチルアミンの量は、とくに中子の大きさに よって異なることが示されている。理論的には、０．０１から０．０２容量％程 度の少量の触媒を使用できることが示されている。如何なる状況下でも０．０５ から０．１容量％の添加割合を越えてはならない。なぜならば、これを越えると 、臭いの迷惑のためだけでなく、また中子の品質が低下するという結果になるか ら である。 この発明の目的は、上述の欠点を大きく回避する金属鋳造用中子の製造方法を 提供することにあり、同時に比較的価格上有効な方法で実施できる方法を提供す ることにある。 この発明は、ガス状のトリメチルアミンを計量装置（３）の諸部分に導入し、 その後１つの中子に使用される砂の量を基準にして、０．０１から０．１２重量 ％の濃度で中子シューティング機（４）にトリメチルアミンを導入し、そこで砂 と接触させ、その場合、ガス状のトリメチルアミンを中子シューティング機（４ ）内に導入する前にパージガスを導入し、またその場合、トリメチルアミンの量 Ｔに対し、使用されるパージガスの量Ｌを、１対１０００から１対１００００の Ｔ対Ｌの比率内にあるようにする、金属鋳造用の砂製中子の製造方法を提供する ものである。 一般に、中子シューティング機へ供給される砂は、既にベンジルエーテル樹脂 及びイソシアネートと混合されており、従って、中子の製造はウレタン、コール ド、ボックス、プロセスの原理に従って行われる。一般的なガス輸送装置を用い ることができ、例えばコントロールチェーン又は調整器によってトリメチルアミ ンの量を適当に調節する計量装置を用いることができる。従って、この装置は、 輸送装置、測定装置、制御器等のような数個の部品からなるものであってもよく 、又は単一のユニットとして作られてもよい。ガス状のトリメチルアミンは計量 装置のすべての部分を通ることを必要とされないが、計量装置の一部に導入され る。こうして、液状のトリメチルアミンが計量装置の数個の部分を流れることが できて、その後で気相に変換され、計量装置の残余部分をガスの形で流れる。驚 くべきことは、この発明の方法を用いると、極端な臭いの迷惑を大きく回避する ことができ、従って、中子製造設備の色々な部分の高価な隔離が必要でなくなる 。さらに、有利なことには、その後製造された中子を貯蔵する間、臭いの迷惑が なく なる。また驚いたことには、トリメチルアミンの殆ど化学量論的な変換を達成す ることができ、従って、この発明の方法は、トリメチルアミンの使用量が比較的 少ないために、価格的に有効に実施できる。 パージガスの導入は、計量装置の前でも又は後でも行うことができる。中子シ ューティング機中の砂はトリメチルアミンとパージガスとによって同時に接触せ しめられることが好ましく、従って中子はトリメチルアミンに曝されると同時に パージガスによって浄化されるので、中子貯蔵中に極端な臭いの迷惑を完全に回 避することができる。 この発明の好ましい実施態様では、パージガスが計量装置内へ直接に導入され る。この手段によって、コンジット又は配管の量を減らすことができ、このこと は中子製造装置の設置用空間が限られている場合にとくに有利である。 この発明の好ましい実施態様では、計量装置の一部を構成している計量ベロー へトリメチルアミンが液体の形で供給され、その後その計量装置の一部を構成し ている測定、制御又は調整装置へトリメチルアミンが気体の形で導入される。ト リメチルアミンは通常液体の形で市場で入手できる。しかし、既に中子シューテ ィング機の中でベンジルエーテル樹脂及びイソシアネートと混合されている砂と トリメチルアミンが接触する前に、トリメチルアミンは気相に変化されているこ とが有利である。このことは、トリメチルアミンを砂と比較的簡単に均一に混合 することを可能にする。驚くべきことには、トリメチルアミンを計量ベローへ導 入することによってトリメチルアミンの形を液相から気相へ有利に変換できるこ とが明らかとなった。トリメチルアミンが液相から気相へ変換する間に熱が周囲 から吸収されるが、計量ベローは他の輸送設備よりもよりよく役目を果たせる状 態を継続する。その後ガス状のトリメチルアミンは測定、制御又は調整装置を通 り、使用されるべき所望の特定量のトリメチルアミンをその装置が分配すること ができる。この情報は、回線によって直接に計量ベローに伝達され、そこで計量 ベローの往復運動のための対応するセッティングに変えられる。計量ベローは現 存する中子製造装置で使用するために容易に改造できるものであるから、比較的 簡単な形をしていることがとくに有利である。 添付の図面に示した実施例によってこの発明を具体的に説明する。 添付図面中第１図は、この発明に係る金属鋳造用中子の製造方法の簡単な模型 的な工程図である。第２図は、この発明方法の別の実施態様の簡単な模型的な工 程図である。 第１図を参照すると、ベンジルエーテル樹脂及びイソシアネートと既に混合さ れた砂が、サンドミキサー（５）から取り出され、コンジット（１０）によって 中子シューティング機（４）へ送られる。シリンダー（１）は液体のトリメチル アミンを収容しており、ウォーターバス（８）により暖められる。加熱はヒーテ ィングコイル（７）によって行われ、ヒーティングコイル（７）は加熱装置（６ ）に直接接続されている。液相から気相へのトリメチルアミンの変換は加熱の結 果として起こる。ガス状のトリメチルアミンはコンジット（２）を経て、計量装 置（３）へ通される。計量装置（３）内ではトリメチルアミンの量が測定され、 与えられた特定値によって所望量に調整される。その後、トリメチルアミンはコ ンジット（９）を通り、１つの中子に用いられる砂の重量を基準にして０．０１ から０．１２重量％の濃度で、中子シューティング機（４）内へ導入され、そこ にある砂と接触する。 トリメチルアミンの臭いによる極端な迷惑を引き起こすことを避けるために、 パージ空気をコンジット（１１）とバルブ（１２）からコンジット（２）へ導入 するので、コンジット（９）を経て中子シューティング機（４）へトリメチルア ミンを導入する間に、中子シューティング機（４）内では砂の空気パージが同時 に行われる。 第２図を参照すると、計量ベロー（３ａ）と測定、制御及び調整装置（３ｂ） が一緒になって、第１図の計量装置（３）に対応する計量装置を構成している。 トリメチルアミンはシリンダー（１）内では液体として存在している。バルブ（ １５）が閉じられると、液体のトリメチルアミンは、開いているバルブ（１３） を経て計量ベロー（３ａ）内に導入される。そのためにトリメチルアミンは膨張 し、大部分が気相に変換される。計量ベロー（３ａ）の往復運動のセッティング は、測定、制御又は調整装置（３ｂ）の与えられた特定値に従って、回線（１４ ）によってなされる。その後、バルブ（１３）が閉じられると、ガス状トリメチ ルアミンが既に開いているバルブ（１５）を通って、測定、制御又は調整装置（ ３ｂ）へ導入される。パージ空気の添加は、コンジット（１１）とバルブ（１２ ）によってなされる。計量ベロー（３ａ）と測定、制御又は調整装置（３ｂ）と は一緒になって、第１図の計量装置（３）に対応しているので、第２図の実施態 様におけるパージ空気の添加は、また計量装置へ直接に行われている。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a metal casting core. Methods for producing cores for metal casting are known. One such method is the urethane cold-box process, which uses amines as catalysts or curing agents, and is described in the special issue of Giesserei 78 (1991), Vol. 11, pages 372-374. It is described in. This known core and mold manufacturing method uses a molding composition containing a benzyl ether resin (orthophenol, resole) and an isocyanate, and cures the composition using a tertiary amine as a catalyst. Since the catalytic effect of amines is particularly advantageous in the gas phase, tests have been carried out using trimethylamine (TMA), which has a boiling point of about 3 ° C., for which reason the use of TMA is a relatively simple method using gaseous amines. Can be cured. The promoting effect of tertiary amines by producing reactive transient compounds during the polyurethane reaction is described by the following reaction equation. The production of a core by this known method has the disadvantage that the tertiary amine is supplied to the core shooting machine in a significantly greater quantity than required. Although the use of trimethylamine has been shown to be advantageous in reducing the amount of amine used by about 50% compared to other amines, the use of trimethylamine is still associated with disadvantages. One problem is the extreme annoyance caused by the odor, which requires that all parts of the equipment used be leak-free. All plumbing must be isolated at relatively high cost. The Gieserai editorial further shows that the various amines increase in reactivity from "slugish" to "reactive" in the order of TEA, DMIA, DMEA and TMA. Apart from its poor reactivity, TEA also suffers from the disadvantage that it forms an aerosol. Binders for molding materials for casting light metals are disclosed in DE-A-3017925, which describes details of cold, box and process technology. For example, it indicates that trimethylamine or triethylamine could be used as a tertiary amine. In the process described, it is advantageous to use a stream of an inert gas such as air, carbon dioxide or nitrogen containing 0.01 to 30% by volume of a tertiary amine. G. Engels, Stuttgart's public debate, G. Engels, Stuttgart, Cold Box Process, on May 6, pp. 249-254, Gieserai 58 (1971) No. 9, further describes the use of triethylamine. . It shows that the amount of triethylamine to be used depends in particular on the size of the core. Theoretically, it has been shown that as little as 0.01 to 0.02% by volume of catalyst can be used. Under no circumstances should the addition rate exceed 0.05 to 0.1% by volume. This is because beyond this, not only is the odor annoying, but also the quality of the core is reduced. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a core for metal casting which largely avoids the above-mentioned disadvantages, and at the same time to provide a method which can be implemented in a relatively cost effective manner. The invention introduces gaseous trimethylamine into the parts of the metering device (3), and then has a concentration of 0.01 to 0.12% by weight, based on the amount of sand used for one core. Trimethylamine is introduced into the core shooting machine (4), where it is brought into contact with sand, in which case a purge gas is introduced before introducing gaseous trimethylamine into the core shooting machine (4), and then trimethylamine is introduced. To provide a method for producing a sand core for metal casting, wherein the amount L of purge gas used is within the ratio of T to L of 1 to 1000 to 1 to 10000 with respect to the amount T of It is. Generally, the sand supplied to the core shooting machine is already mixed with the benzyl ether resin and the isocyanate, and thus the production of the core is performed according to the urethane, cold, box, process principle. A general gas transport device can be used, for example, a metering device that appropriately adjusts the amount of trimethylamine by a control chain or a regulator can be used. Thus, the device may consist of several parts, such as a transport device, a measuring device, a controller, etc., or may be made as a single unit. Gaseous trimethylamine is not required to pass through all parts of the metering device, but is introduced into a portion of the metering device. In this way, the liquid trimethylamine can flow through several parts of the metering device and is subsequently converted into the gas phase and flows through the remainder of the metering device in gaseous form. Surprisingly, with the method according to the invention, the nuisance of extreme odors can be largely avoided, so that expensive isolation of the various parts of the core production facility is no longer necessary. Further, advantageously, odor nuisance is eliminated during storage of the subsequently produced core. Also surprisingly, almost stoichiometric conversion of trimethylamine can be achieved, and thus the process of the present invention can be cost-effectively performed due to the relatively low use of trimethylamine. The introduction of the purge gas can take place before or after the metering device. The sand in the core shooting machine is preferably brought into contact with the trimethylamine and the purge gas at the same time, so that the core is purified by the purge gas at the same time as it is exposed to the trimethylamine, so that extreme odor annoyance during core storage is avoided. Can be completely avoided. In a preferred embodiment of the invention, the purge gas is introduced directly into the metering device. By this means, the amount of conduits or pipes can be reduced, which is particularly advantageous when the installation space for the core production equipment is limited. In a preferred embodiment of the invention, trimethylamine is supplied in liquid form to the metering bellows forming part of the metering device, and then trimethylamine is fed to the measuring, controlling or regulating device forming part of the metering device. Are introduced in gaseous form. Trimethylamine is commercially available, usually in liquid form. However, it is advantageous that the trimethylamine is converted to the gaseous phase before the trimethylamine comes into contact with the sand already mixed with the benzyl ether resin and the isocyanate in the core shooting machine. This makes it possible to mix trimethylamine with sand relatively easily and homogeneously. Surprisingly, it has been found that by introducing trimethylamine into the metering bellows, the form of trimethylamine can be advantageously converted from the liquid phase to the gas phase. Although heat is absorbed from the surroundings during the conversion of trimethylamine from the liquid to the gaseous phase, the metering bellows remain better served than other transportation equipment. The gaseous trimethylamine then passes through a measuring, controlling or regulating device which can dispense the desired specific amount of trimethylamine to be used. This information is transmitted directly by the line to the weighing bellows, where it is converted into a corresponding setting for the reciprocating movement of the weighing bellows. It is particularly advantageous that the metering bellows have a relatively simple shape, since they can be easily modified for use in existing core manufacturing equipment. The present invention will be specifically described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 of the accompanying drawings is a simple schematic process diagram of a method for manufacturing a core for metal casting according to the present invention. FIG. 2 is a simplified schematic process diagram of another embodiment of the method of the present invention. Referring to FIG. 1, the sand already mixed with the benzyl ether resin and the isocyanate is removed from the sand mixer (5) and sent to the core shooting machine (4) by the conduit (10). The cylinder (1) contains liquid trimethylamine and is warmed by a water bath (8). Heating is provided by a heating coil (7), which is directly connected to a heating device (6). Conversion of trimethylamine from the liquid to the gas phase occurs as a result of heating. The gaseous trimethylamine is passed through a conduit (2) to a metering device (3). In the metering device (3) the amount of trimethylamine is measured and adjusted to the desired amount according to the given specific value. Thereafter, trimethylamine is introduced into the core shooting machine (4) through the conduit (9) at a concentration of 0.01 to 0.12% by weight, based on the weight of the sand used for one core, Contact with the sand there. Purge air is introduced into the conduit (2) from the conduit (11) and the valve (12) in order to avoid causing extreme annoyance due to the odor of trimethylamine. During the introduction of the trimethylamine, an air purge of the sand takes place simultaneously in the core shooting machine (4). Referring to FIG. 2, the weighing bellows (3a) and the measuring, controlling and adjusting device (3b) together constitute a weighing device corresponding to the weighing device (3) of FIG. Trimethylamine is present as a liquid in cylinder (1). When valve (15) is closed, liquid trimethylamine is introduced into metering bellows (3a) via open valve (13). As a result, trimethylamine expands and is largely converted to the gas phase. The setting of the reciprocating movement of the metering bellows (3a) is made by the line (14) according to the given specific values of the measuring, controlling or adjusting device (3b). Thereafter, when the valve (13) is closed, gaseous trimethylamine is introduced into the measuring, controlling or regulating device (3b) through the already open valve (15). The addition of purge air is made by conduit (11) and valve (12). Since the metering bellows (3a) and the measuring, controlling or regulating device (3b) together correspond to the metering device (3) of FIG. 1, the addition of purge air in the embodiment of FIG. , And also directly to the weighing device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, M W, SD, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY) , KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM , AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, E S, FI, GB, GE, GH, GM, GW, HU, ID , IL, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, M G, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT , RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, V N, YU, ZW

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．ガス状のトリメチルアミンを計量装置（３）の諸部分に導入し、その後１つ の中子に使用される砂の量を基準にして０．０１から０．１２重量％の濃度で トリメチルアミンを中子シューティング機（４）内に導入し、そこで砂と接触 させ、その場合、中子シューティング機（４）内にガス状のトリメチルアミン を導入する前にパージガスを導入し、またその場合、トリメチルアミンの量Ｔ に対しパージガスの量Ｌを１対１０００から１対１００００のＴ対Ｌの比率内 にする、金属鋳造用砂製中子の製造方法。 ２．パージガスを計量装置（３）内に直接に導入する請求項１に記載の方法。 ３．計量装置（３）の一部を構成している計量ベロー（３ａ）へトリメチルアミ ンを液体の形で供給し、その後計量装置（３）の一部を構成している測定、制 御又は調整装置（３ｂ）へガス状でトリメチルアミンを導入する、請求項１又 は請求項２に記載の方法。[Claims] 1. Gaseous trimethylamine is introduced into the parts of the metering device (3) and then one   At a concentration of 0.01 to 0.12% by weight based on the amount of sand used for the core   Trimethylamine is introduced into the core shooting machine (4), where it comes in contact with sand   In that case, gaseous trimethylamine is placed in the core shooting machine (4).   Before the introduction of a purge gas, in which case the amount of trimethylamine T   The amount L of the purge gas within the ratio of T to L of 1: 1000 to 1: 10000   A method for producing a sand core for metal casting. 2. The method according to claim 1, wherein the purge gas is introduced directly into the metering device (3). 3. Trimethylamido is added to the measuring bellows (3a) that constitute a part of the measuring device (3).   Is supplied in the form of a liquid, and then the measurement and control which form part of the metering device (3)   The gaseous trimethylamine is introduced into the control or regulating device (3b).   Is the method of claim 2.
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