KR100484569B1 - 주형용생사에함유된유효점토질성분의양을측정하는방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 성형 생사중에 함유된 활성 점토질 성분의 양을 정확하고 용이하게 측정하기 위한 방법에 관한 것이다. 시험편은 소정 양의 성형 생사를 시험용기에 공급함으로써 제조된다. 그리고 나서, 시험편은 압축강도를 측정하기 위해 시험된다. 생사중에 함유된 활성 점토질 성분의 양은 압축강도와 몰드-제조 라인 또는 공장의 성형 생사의 활성 점토질 성분의 양과의 관계를 기초로 이미 얻어진 데이터를 사용하여 측정된 압축강도로부터 결정된다.
Description
본 발명은 주형용 생사(molding greensand)에 함유된 유효 점토질 성분(active clayey component)의 양을 측정하기에 적합한 방법에 관한 것이다.
일반적으로는, 주형용 생사에 함유된 유효 점토질 성분의 양을 매우 정확하고 감도있게 측정할 수 있는 한 가지 방법으로서 착색제-흡착 방법(coloring-matter absorbing method)이 사용되어 왔다. 이 방법은 주형용 생사에 함유된 유효 점토질 성분의 양이 착색제를 흡착할 수 있는 이의 능력에 비례한다는 점에 착안한 것이다. 상기 방법에 있어서, 착색제로는 0.7g/ℓ(770ppm)의 메틸렌 블루가 사용된다. 이것은 1 내지 2g의 모래당 3cc의 메틸렌 블루의 비율로 모래에 첨가되어 총 300cc의 용액을 생성시키며, 여기서, 메틸렌 블루는 일정한 온도 하에서 모래에 의해 흡수된다. 점토질 성분을 모래로부터 분리한 후, 점토질 성분에 의한 메틸렌 블루의 흡광도를 610㎛ 파장을 갖는 빔을 사용하여 측정하고, 표준 용액에 대한 작업 곡선에 의해 그 농도(mg 수치)가 결정된다.
그러나, 상기 방법에 의해서는 착색제가 공장 또는 주조물이 제조되는 다른 현장에서 용이하게 측정될 수 없다.
또한, 최근에는 정밀한 크기를 갖는 얇은 주조물이 요구되고 있다.
따라서, 각각 크기가 정밀한 캐비티를 갖는 다수의 생사 주형을 연속적으로 제공할 필요가 있다. 이를 위해서는, 필요한 양의 벤토나이트가 생사에 공급되어야 한다. 이러한 벤토나이트의 양은 생사 중의 유효 점토질 성분의 양에 따라 결정된다.
발명의 요약
본 발명은 상기 언급된 사항들에 관한 것이며, 주형용 생사 중의 유효 점토질 성분의 양을 정확하고, 용이하고, 명확하게 측정하기 위한 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이를 위해, 주형용 생사에 함유된 유효 점토질 성분의 양을 측정하기 위한 본 발명의 방법은, 주형 생산 라인 또는 공장의 소정량의 주형용 생사를 소정의 치수를 갖는 시험 용기 내로 공급하고, 시험 용기에서 생사를 압축하여 시험편을 제조하는 단계, 시험편의 압축 강도를 측정하는 단계, 및 주형 생산 라인 또는 공장에서 사용되는 주형용 생사의 유효 점토질 성분의 양과 압축 강도와의 관계에 대해 미리 수득한 데이터에 따라 생사 중의 유효 점토질 성분의 양을 결정하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
주형용 생사에 대한 본 발명자들의 빈틈없는 연구 결과, 생사의 시험편의 압축 강도는, 시험편이 압축 강도용 시험편을 제조하기 위한 JIS(일본 산업표준) Z-2601의 방법(three-time-ramming-type method; (1)캐비티를 갖는 원통형 시험 용기를 스탠드 상에 을려 놓고, (2) 생사를 캐비티내에 충전시켜 맬릿(mallet)으로 3회 다지고 굳혀, 50mm의 높이(elevation)를 갖는 시험편을 제조하고, (3) 그리고나서, 원통형 시험용기로부터 시험편을 꺼내는 공정으로 이루어진다)에 의해 제조되는 경우, 생사의 시험편의 수분 함량에 따라 달라지며, 시험편이 본 발명에서와 같이 생사를 압축시키거나 압착시킴으로써 제조되는 경우, 주형용 생사의 시험편의 압축성형성 수치 및/또는 수분함량이 변하여도 모든 시험편의 압축 강도가 실질적으로 일정한 것으로 밝혀졌다.
추가로, 시험편이 본 발명의 압축 방법에 의해 제조되든지 또는 JIS Z 2601에 의해 제조되든지 간에, 시험편의 압축 강도 및 이의 점토질 성분은 두 경우 모두에 있어서 유사한 비례 관계를 갖는 것으로 또한 밝혀졌다.
바람직한 실시예의 설명
이하, 본 발명의 실시예는 제 1도, 제 2도 및 제 3도를 참조하여 설명될 것이다.
먼저, 주형용 생사의 시험편을 제조하여 JIS Z 2601의 3회-래밍(three-time-ramming) 방법과 유사한 방법에 의해 생사의 유효 점토질 성분의 양을 결정하기 위하여, 내경이 50mm이고 높이가 100mm인 캐비티를 갖는 원통형 시험 용기를 평평한 판에 놓는다. 주형을 제조하기 위해 라인 또는 공장에서 사용되는 생사를 캐비티 내에 채워넣고, 원통형 시험 용기의 상부 개구로부터 캐비티 내로 삽입되어 있는 가압판을 사용하여 설정된 힘(100-400kgf) 하에서 압축시킨다. 제조된 시험편을 압축 강도 시험기 상에 세팅시키고 압축 강도를 수득한다. 그 후, 수득된 압축 강도에 대한 데이터 및 압축 강도와 주형 생산 라인 또는 공장의 주형용 생사의 점토질 성분과의 관계에 대해 미리 수득한 데이터를 이용하여 생사의 유효 점토질 성분의 양을 결정한다(관계는 제 3도를 참조로 하여 설명된다).
압축성형성이 상이한 일부 주형용 생사는 상이한 부피의 물을 모래에 첨가하여 생성시켰고, 압축성형성이 상이한 시험편은 이러한 주형용 생사를 사용하여 3회-래밍-타입 방법 및 본 발명의 압축 방법에 의해 생성시켰다. 그 후, 이러한 시험편들의 압축 강도를 측정하였다. 시험 결과는 제 1도에 도시되어 있다.
제 1도로부터 알 수 있듯이, JIS Z 2601에 의해 제조된 시험편의 압축 강도(흑색 원으로 도시됨)는 생사의 압축성형성이 변함에 따라 달라진다. 그러나, 본 발명의 압축 방법에 의해 제조된 시험편의 압축 강도(이중 원으로 도시됨)는, 생사의 압축성형성이 생사가 주형용 생사로 사용되는 28% 내지 46%의 범위에서 달라지는 경우에도 거의 일정하다.
수분 함량이 상이한 일부 주형용 생사가 상이한 부피의 물을 모래에 첨가하여 제조되었고, 수분 함량이 상이한 시험편이 이러한 주형용 생사를 사용하여 3회-래밍-타입 방법 및 본 발명의 압축 방법에 의해 제조되었다. 그 후, 이러한 시험편들의 압축 강도를 측정하였다. 시험 결과는 제 2도에 도시되어 있다.
제 2도로부터 알 수 있듯이, JIS Z 2601에 의해 제조된 시험편의 압축 강도(흑색 원으로 도시됨)는 생사의 수분 함량에 따라 달라진다. 그러나, 본 발명의 압축 방법에 의해 제조된 시험편의 압축 강도(이중 원으로 도시됨)는, 생사의 수분 함량이 생사가 주형용 생사로 사용되는 범위(2.8 내지 3.45%)에서 달라지는 경우에도 거의 일정하다.
유효 점토질 성분이 상이한 일부 주형용 생사를 상이한 부피의 물 및 벤토나이트를 모래에 첨가하여 제조하고, 유효 점토질 성분의 양이 상이한 시험편을 3회-래밍-타입 방법 및 본 발명의 압축 방법에 의해 제 1도에서와 동일한 방식으로 제조하였다. 그리고 나서, 이러한 시험편들의 압축 강도를 측정하였다. 시험 결과는 제 3도에 도시되어 있다. 유효 점토질 성분의 양은 착색제-흡착 방법에 의해 측정하였다.
제 3도는 JIS Z 2601에 의해 제조된 시험편의 압축 강도(흑색 원으로 도시됨)는 유효 점토질 성분의 양에 거의 비례하며, 같은 관계로 본 발명의 압축 방법에 의해 제조된 시험편의 압축 강도(이중 원으로 도시됨)도 유효 점토질 성분의 양에 거의 비례한다는 것을 보여준다. JIS Z 2601에 의해 제조된 시험편의 유효 점토질 성분의 양이 본 발명의 압축 방법에 의해 제조된 시험편의 유효 점토질 성분의 양 보다 더 많다고 하더라도, 제 3도는 유효 점토질 성분의 양이 JIS Z 2601 또는 본 발명의 압축 방법에 의해 제조된 시험편에 대해 1 대 1의 대응관계로 압축 강도로부터 결정될 수 있음을 보여준다.
이상의 설명으로부터 명백히 알 수 있듯이, 본 발명의 방법은 소정량의 주형용 생사를 소정의 치수를 갖는 시험 용기에 공급하고 시험 용기에서 생사를 압축하여 시험편을 제작하는 단계, 시험편의 압축 강도를 측정하는 단계, 및 압축 강도와 주형 생산 라인 또는 공장에서 사용되는 주형용 생사의 유효 점토질 성분과의 관계에 대해 미리 수득한 데이터를 사용하여, 측정된 압축 강도로부터 생사에 함유된 유효 점토질 성분의 양을 결정하는 단계를 포함하므로, 시험편의 압축 강도가 생사의 압축성형성 및/또는 수분 함량에 의해 영향을 받지 않기 때문에, 본 발명의 방법은 주형용 생사에 함유된 유효 점토질 성분을 종래의 방법에 비해 정확하고, 용이하고 명확하게 수득할 수 있게 해준다.
제 1도는 수분 함량이 상이하여 상이한 압축성형성(compactability)을 갖는 생사(greensand)로 구성되고, 본 발명의 압축 방법 및 JIS Z 2601 들 모두에 의해 제조된 시험편의 압축 강도를 측정한 그래프이고,
제 2도는 상이한 수분 함량을 갖는 생사로 구성되고, 제 1도의 시험편에 대한 경우와 같이 제조된 시험편의 압축 강도를 측정한 그래프이고,
제 3도는 상이한 수분 함량 및 벤토나이트 함량을 갖는 생사로 구성되고, 제 1도에서와 같이 본 발명의 압축 방법 및 JIS Z 2601 들 모두에 의해 제조된 시험편의 압축 강도를 측정한 그래프이다.
Claims (1)
- 주형 생산 라인 또는 공장의 주형용 생사가 주형내에서 성형될 수 있도록 주형 생산 라인 또는 공장의 주형용 생사를 조절하는 단계;소정량 조절된 주형용 생사를 소정 치수를 갖는 시험 용기 내로 공급하여 시험편을 제조하는 단계 ;시험 용기내에서 생사를 압축하는 단계 ;시험편의 압축 강도를 측정하는 단계 ; 및주형 생산 라인 또는 공장의 주형용 생사의 유효 점토질 성분의 양과 압축 강도의 관계에 대해 미리 수득한 데이터를 사용하여, 측정된 압축 강도로부터 생사에 함유된 유효 점토질 성분의 양을 결정하는 단계를 포함하고,상기 조절 단계에서 생사는 28 ~ 46 %의 압축성형성과 2.8 - 3.45% 의 수분함량을 가지도록 조정되는 주형용 생사에 함유된 유효 점토질 성분의 양을 측정하는 방법.
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