KR102213690B1 - Moulding material containing humic acid salt and preparation method thereof and green sand mold including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 주조용 주형재료, 그 제조방법 및 이를 포함하는 생형 주조용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 식물과 동물의 분해과정에서 생긴 토탄, 부식탄, 부식산 또는 부식산(humic acid) 염(salt)을 함유하는 주형재료, 그 제조방법 및 이를 포함하는 생형 주조용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a casting material, a method for producing the same, and a composition for green casting comprising the same, and more particularly, to peat, humic, humic or humic acid salts generated in the process of decomposition of plants and animals. It relates to a mold material containing (salt), a method for producing the same, and a composition for green mold casting comprising the same.
주물품의 제조에 사용하는 주형은 사형 및 금형 등이 있으나, 이 중에서 가장 저렴한 생산 방법으로 알려진 주형법은 사형인 생형으로 주물품을 만드는 것이다. 생형의 제조에 있어서 사용되는 재료는 모래와 같은 골재와 점결재 및 첨가재의 배합으로 만들어진다.There are sand molds and molds used to manufacture castings, but the molding method known as the cheapest production method among them is to make castings with the sand molds. The material used in the production of green mold is made of a mixture of aggregates such as sand, caking additives, and additives.
주물품의 주조용 생형을 형성하는 생형사는, 일반적으로 골재(모래), 벤토나이트 등과 같은 무기점결재(바인더), 2차 첨가물인 탄소질 첨가제(sea coal, gilsonite, pitch, lignite, graphite)와 전분질 첨가제(α전분, β전분, 덱스트린) 및 물을 포함하고 있다. 주물사 중의 골재, 점결재 등의 비율은, 성형된 생형이 원하는 물성[통기도, 강도, 캐비티 표면의 안정성 및 다짐성(compactability)(CB값) 등]을 가지도록 적절히 설정된다.Green sand that forms the green mold for casting of castings is generally inorganic caking materials (binders) such as aggregate (sand) and bentonite, carbonaceous additives (sea coal, gilsonite, pitch, lignite, graphite) and starch It contains additives (α starch, β starch, dextrin) and water. The ratio of aggregate, caking material, etc. in the foundry sand is appropriately set so that the molded green mold has desired physical properties (air permeability, strength, stability of the cavity surface, compactability (CB value), etc.).
주물사에 첨가되는 석탄 가루, 코크스 가루, 흑연 가루, 피치 가루 등의 탄소 성분은, 주물에 대한 골재(모래)의 부착[모래 소부(sand seizure)]을 억제하고, 주형 방치 상태에서의 주물품의 표면 품질을 안정시킨다. 특히 탄소질 첨가제 중 씨콜(sea coal)은 생형 주조에서 용탕과 연소반응에 따라 발생하는 가스에 의하여 모래의 소착을 방지하므로 이를 위하여 생형 주조용 조성물에 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 탄소질 첨가제의 연소 및 고온에 의하여 발생되는 분진이 작업환경을 저하시키고, 점결력이 없어 생형의 강도를 약화시키며, 연소 및 고온에 의하여 발생되는 미세먼지는 1군 발암물질로 환경적 문제뿐만 아니라 작업자의 건강을 해치는 문제를 가진다.Carbon components such as coal powder, coke powder, graphite powder, and pitch powder added to the casting sand suppress the adhesion of the aggregate (sand) to the casting (sand seizure), and Stabilizes the surface quality. In particular, among carbonaceous additives, sea coal is generally used in green casting compositions for this purpose because it prevents sand from seizing by molten metal and gas generated by combustion reactions in green casting. However, dust generated by combustion and high temperature of carbonaceous additives degrades the working environment, weakens the strength of green molds due to lack of caking power, and fine dust generated by combustion and high temperature is a
탄소질 첨가제를 대체하는 물질은 친수성 물질로 수분을 유지하고, 물에 용해되어 분진 발생이 적을 필요가 있다. 미국 공개특허 2015/0246388은 휴믹 물질(humic substance), 특히 갈탄(lignite)의 첨가를 교시하고 있으나 용해도가 없는 고체 갈탄을 사용함에 따라 여전히 분진 발생문제를 가지고 있다. 따라서 점결력을 가져 생형의 강도를 유지 또는 증가시키면서 동시에 물에 용해되어 작업환경을 개선하고 작업자의 건강을 고려하는 물질을 개발해야 할 필요가 있다.Substances that replace carbonaceous additives are hydrophilic substances that maintain moisture and are soluble in water to generate less dust. US Patent Publication No. 2015/0246388 teaches the addition of a humic substance, particularly lignite, but still has a problem of dust generation as solid lignite without solubility is used. Therefore, it is necessary to develop a material that has cohesive power to maintain or increase the strength of the green mold, while at the same time dissolving in water to improve the working environment and consider the health of workers.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 벤토나이트, 부식산 염, 및 물을 포함하는 주조용 주형재료를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a casting mold material including bentonite, humic acid salt, and water in order to solve the above problems.
또한, 상기 주형재료의 제조방법를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, it is another object of the present invention to provide a method for manufacturing the mold material.
또한, 주물사, 부식산 염, 및 물을 포함하는 생형 주조용 조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, it is another object of the present invention to provide a green casting composition comprising a casting sand, a humic acid salt, and water.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
벤토나이트 30.0 ~ 62.0 중량%, Bentonite 30.0 to 62.0 wt%,
부식산 염 9.0 ~ 35.0 중량%, 및9.0 to 35.0% by weight of humic acid salt, and
물 20.0 ~ 50.0 중량%를 포함하는, 주조용 주형재료를 제공한다.It provides a casting material containing 20.0 to 50.0% by weight of water.
상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above other object, the present invention,
부식산를 염기 용액에 용해하여 부식산 용액을 준비하는 제 1 단계;A first step of preparing a humic acid solution by dissolving humic acid in a base solution;
상기 부식산 용액을 건조하여 부식산 염을 제조하는 제 2 단계;A second step of drying the humic acid solution to prepare a humic acid salt;
상기 부식산 염에 물을 첨가하는 제 3 단계; 및A third step of adding water to the humic acid salt; And
상기 부식산 염이 첨가된 물에 벤토나이트를 첨가하는 제 4 단계;를 포함하는 주조용 주형재료 제조방법과,A fourth step of adding bentonite to the water to which the humic acid salt is added; and a method for producing a casting mold material comprising,
부식산를 염기 용액에 용해하여 부식산 용액을 준비하는 제 1 단계;A first step of preparing a humic acid solution by dissolving humic acid in a base solution;
상기 부식산 용액에 벤토나이트를 첨가하여 혼합물을 제조하는 제 2 단계; 및A second step of preparing a mixture by adding bentonite to the humic acid solution; And
상기 혼합물을 건조하여 부식산 염으로 코팅된 벤토나이트를 제조하는 제 3 단계;를 포함하는 주조용 주형재료 제조방법을 제공한다.It provides a casting mold material manufacturing method comprising a; a third step of drying the mixture to prepare bentonite coated with a humic acid salt.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above another object, the present invention,
주물사 80.0 ~ 92.5 중량%, 벤토나이트 4.0 ~ 13.0 중량%, 부식산 염 0.5 ~ 8.0 중량%, 및 물 2.0 ~ 10.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생형 주조용 조성물과Foundry sand 80.0 to 92.5% by weight, bentonite 4.0 to 13.0% by weight, humic acid salt 0.5 to 8.0% by weight, and water, characterized in that it comprises 2.0 to 10.0% by weight, green casting composition and
주물사 80.0 ~ 92.5 중량%, 부식산 염 4.5 ~ 15.0 중량%, 및 물 2.0 ~ 10.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생형 주조용 조성물을 제공한다.It provides a composition for casting, characterized in that it comprises 80.0 to 92.5% by weight of the casting sand, 4.5 to 15.0% by weight of humic acid salt, and 2.0 to 10.0% by weight of water.
본 발명의 주조용 주형재료는 물에 용해되어 분진 발생이 적은 탄소질 성분으로 부식산 염을 포함하여 주형의 성형성과 주물품의 표면 조도가 개선되고, 작업환경을 개선하며, 점결력을 가져 생형의 주형 강도를 유지하는 효과가 있다.The casting mold material of the present invention is a carbonaceous component that is soluble in water and generates less dust. It includes humic acid salts, improves the moldability of the mold and improves the surface roughness of the casting, improves the working environment, and has a cohesive power. It has the effect of maintaining the strength of the mold.
또한 본 발명의 주조용 주형재료 제조방법은 부식산 염과 벤토나이트의 친수성 차이를 고려하여 벤토나이트와 부식산 염을 고루 분산시키는 효과가 있다.In addition, the method for manufacturing a casting material for casting of the present invention has an effect of evenly dispersing bentonite and humic acid salt in consideration of the difference in hydrophilicity between humic acid salt and bentonite.
또한 본 발명의 생형 주조용 조성물은 탄소질 첨가제를 대체하는 부식산 염을 포함하여 분진 발생이 적고, 주형의 성형성과 주물품의 표면 조도가 개선되고, 벤토나이트와 결합하여 점결력을 높여 생형의 강도를 유지 및 증가시키며, 높은 통기도와 수분함량을 유지하는 효과가 있다.In addition, the composition for green mold casting of the present invention contains humic acid salts that replace carbonaceous additives, so that the generation of dust is small, the moldability of the mold and the surface roughness of the casting product are improved, and the strength of the green mold by bonding with bentonite increases It maintains and increases and maintains high air permeability and moisture content.
도 1은 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 물성실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 통기도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3는 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 압축강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 충진도 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 수분함량 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 분진발생도 측정 결과를 그래프이다.1 is a graph showing the results of a physical property test of an Example or Comparative Example according to the present invention.
2 is a graph showing the results of measuring the air permeability of Examples or Comparative Examples according to the present invention.
3 is a graph showing the results of measuring compressive strength in Examples or Comparative Examples according to the present invention.
4 is a graph showing the results of measuring the filling level of an Example or Comparative Example according to the present invention.
5 is a graph showing the moisture content measurement result of an Example or Comparative Example according to the present invention.
6 is a graph showing the result of measuring the dust generation degree of the Example or Comparative Example according to the present invention.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 명세서에서 부식산(Humic acid)는 풀, 나뭇잎이나 작은 가지 등의 식물이나 곤충 및 동물이 미생물에 의하여 부패, 분해되어 생긴 물질을 의미한다.In the present specification, humic acid refers to a substance produced by decaying or decomposing plants, insects, and animals such as grass, leaves, or small branches by microorganisms.
부식산 용액은 부식산를 염기 용액에 침지하고 가열하여 추출한 용액을 의미한다.The humic acid solution refers to a solution extracted by immersing humic acid in a base solution and heating it.
부식산 염(humic acid salt)은 부식산를 염기 처리하여 추출한 용액을 건조하여 얻어진 화합물을 의미한다.Humic acid salt refers to a compound obtained by drying a solution extracted by base treatment with humic acid.
본 발명의 일측면에 따르면, 벤토나이트 30.0 ~ 62.0 중량%, 부식산 염 9.0 ~ 35.0 중량%, 및 물 20.0 ~ 50.0 중량%를 포함하는, 주조용 주형재료를 제공한다. 벤토나이트와 부식산 염을 포함하며, 잔부는 물과 같은 용액일 수 있다. 본 발명에서 물은 증류수, 정제수, 이온수 또는 심층수를 사용할 수 있으나, 이는 주조용 주형재료를 제조함에 있어서 적절히 변경 가능한 요소로, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, it provides a casting mold material containing 30.0 to 62.0% by weight of bentonite, 9.0 to 35.0% by weight of humic acid salt, and 20.0 to 50.0% by weight of water. It contains bentonite and humic acid salt, and the balance may be a solution such as water. In the present invention, distilled water, purified water, ionized water, or deep water may be used as water, but this is an element that can be appropriately changed in manufacturing a casting mold material, and is not limited thereto.
벤토나이트(bentonite)는 단사정계에 속하는 광물인 몬모릴로나이트가 주로 들어있는 점토로, 점결력을 가져 생형을 제조함에 있어 주물사의 주형재료(mould material)로 사용될 수 있다.Bentonite is a clay mainly containing montmorillonite, a mineral belonging to the monoclinic system, and has cohesive power and can be used as a mold material for casting sand in manufacturing green molds.
벤토나이트는 30.0 ~ 62.0 중량%일 수 있고, 바람직하게는 30.0 ~ 60.0 중량%, 더욱 바람직하게는 35.0 ~ 55.0 중량%일 수 있다. 벤토나이트가 30.0 중량% 미만이면 점결력이 약하여 주조품의 치수 결함을 야기하며, 62.0 중량% 초과면 통기도가 낮아짐에 따라 주조품의 가스결함을 발생시켜 바람직하지 못하다.Bentonite may be 30.0 to 62.0 wt%, preferably 30.0 to 60.0 wt%, more preferably 35.0 to 55.0 wt%. If the amount of bentonite is less than 30.0% by weight, the caking power is weak, causing dimensional defects in the cast product, and if it exceeds 62.0% by weight, gas defects in the cast product are generated as the air permeability decreases, which is not preferable.
부식산 염은 부식산를 염기 처리하여 추출한 용액을 건조하여 얻어진 화합물로 결정형태일 수 있다. 부식산는 산성 및 알칼리 조건에서 용해되며, 추출된 용액은 원유처럼 점성을 가질 수 있다. 그러나 산성용액에 용해되어 건조된 부식산 염은 주조품의 표면을 산화시켜 주조용으로 사용하기에는 바람직하지 못하다.The humic acid salt is a compound obtained by drying a solution extracted by base treatment with humic acid and may be in crystalline form. Humic acid dissolves in acidic and alkaline conditions, and the extracted solution can be viscous like crude oil. However, the humic acid salt dissolved and dried in an acidic solution oxidizes the surface of the cast product and is not suitable for use for casting.
식물과 곤충 및 동물 사체의 분해로 생성된 부식산은 유기탄소로 구성되고, 이에 따라 부식산 염도 탄소가 주성분이다.Humic acid produced by the decomposition of plant, insect and animal carcasses is composed of organic carbon, and thus, the salt of humic acid is also carbon as the main component.
부식산 염의 입자는 직경이 500 nm ~ 5.0 mm일 수 있다. 바람직하게는 입자의 직경을 1.0 mm 미만으로 유지하여 벤토나이트와 부식산 염의 친수성 차이에 따른 물과의 혼합 효율을 향상시킬 수 있다.The particles of the humic acid salt may have a diameter of 500 nm to 5.0 mm. Preferably, the diameter of the particles is maintained to be less than 1.0 mm, so that the mixing efficiency of bentonite and the humic acid salt with water according to the difference in hydrophilicity can be improved.
부식산 염은 부식산 나트륨(Sodium humate), 부식산 칼슘(Calcium humate), 부식산 칼륨(Potassium humate), 및 부식산 마그네슘(Magnesium humate)으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 부식산를 처리하는 염기 용액에 따라 염의 종류는 상이하게 나타날 수 있다.The humic acid salt may be one or more selected from the group consisting of sodium humate, calcium humate, potassium humate, and magnesium humate, but are limited thereto. no. Depending on the base solution treating the humic acid, the type of salt can appear differently.
부식산 염은 9.0 ~ 35.0 중량%일 수 있고, 바람직하게는 10.0 ~ 30.0 중량%, 더욱 바람직하게는 12.0 ~ 27.0 중량%일 수 있다. 부식산 염이 9.0 중량% 미만이면 주조품에 소착이 발생하고, 35.0 중량% 초과하면 통기도가 낮아짐에 따라 가스 결함이 발생하여 바람직하지 못하다.The humic acid salt may be 9.0 to 35.0 wt%, preferably 10.0 to 30.0 wt%, more preferably 12.0 to 27.0 wt%. If the humic acid salt is less than 9.0% by weight, seizure occurs in the cast product, and if it exceeds 35.0% by weight, gas defects occur as the air permeability decreases, which is not preferable.
본 발명의 다른 일측면에 따르면, 본 발명에 따른 주조용 바인더 제조방법을 제공한다. 본 발명에서는 두 가지 주조용 바인더 제조방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a binder for casting according to the present invention. The present invention provides two methods of manufacturing a binder for casting.
첫번째로 부식산를 염기 용액에 용해하여 부식산 용액을 준비하는 제 1 단계; 상기 부식산 용액을 건조하여 부식산 염을 제조하는 제 2 단계; 상기 부식산 염에 물을 첨가하는 제 3 단계; 및 상기 부식산 염이 첨가된 물에 벤토나이트를 첨가하는 제 4 단계;를 포함하는 주조용 바인더 제조방법을 제공한다.First, a first step of dissolving humic acid in a base solution to prepare a humic acid solution; A second step of drying the humic acid solution to prepare a humic acid salt; A third step of adding water to the humic acid salt; And a fourth step of adding bentonite to water to which the humic acid salt is added.
두번째로 부식산를 염기 용액에 용해하여 부식산 용액을 준비하는 제 1 단계; 상기 부식산 용액에 벤토나이트를 첨가하여 혼합물을 제조하는 제 2 단계; 및 상기 혼합물을 건조하여 부식산 염으로 코팅된 벤토나이트를 제조하는 제 3 단계;를 포함하는 주조용 바인더 제조방법을 제공한다.Secondly, a first step of preparing a humic acid solution by dissolving humic acid in a base solution; A second step of preparing a mixture by adding bentonite to the humic acid solution; And a third step of drying the mixture to prepare bentonite coated with a humic acid salt.
부식산 용액은 부식산 1.0 kg을 기준으로, 물 1.0 ~ 3 kg에 수산화물 0.1 ~ 0.8 kg을 녹인 용액에 부식산을 혼합한 후 용해시켜 제조할 수 있다. 수산화물은 수산화나트륨 또는 수산화 칼륨 또는 수산화 칼슘 또는 이들의 혼합물일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. The humic acid solution can be prepared by mixing humic acid in a solution obtained by dissolving 0.1 to 0.8 kg of hydroxide in 1.0 to 3 kg of water based on 1.0 kg of humic acid and dissolving it. The hydroxide may be sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, or a mixture thereof, but is not limited thereto.
부식산 염은 부식산 용액을 80도 이상의 온도에서 교반하고, 수분을 제거하여 제조할 수 있다. 이후 벤토나이트와 혼합함에 있어 부식산 염의 효과가 최대로 발휘될 수 있도록 벤토나이트에 점결 피막의 형성이 균일하게 되도록 교반 건조 조건을 조작함이 바람직하다. The humic acid salt can be prepared by stirring the humic acid solution at a temperature of 80 degrees or more and removing moisture. Thereafter, it is preferable to operate the stirring and drying conditions so that the formation of a caking film on the bentonite is uniform so that the effect of the humic acid salt can be exhibited to the maximum in mixing with bentonite.
본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 주물사 80.0 ~ 92.5 중량%, 벤토나이트 4.0 ~ 13.0 중량%, 부식산 염 0.5 ~ 8.0 중량%, 및 물 2.0 ~ 10.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생형 주조용 조성물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, it characterized in that it comprises 80.0 to 92.5% by weight of foundry sand, 4.0 to 13.0% by weight of bentonite, 0.5 to 8.0% by weight of humic acid salt, and 2.0 to 10.0% by weight of water, green mold It provides a quiet composition.
탄소질 첨가제를 대체하는 부식산 염을 포함하여 벤토나이트의 점결능력과 생형의 강도를 유지할 수 있다. 유기물로 구성되어 용탕과정에서 소착을 방지하고, 분진 발생이 적어 작업환경이 개선되는 특징이 있다.By including humic acid salts replacing carbonaceous additives, it can maintain the caking ability and strength of green molds of bentonite. It is composed of organic materials to prevent seizure during the molten metal process, and has the characteristics of improving the working environment due to less dust generation.
주조용 조성물 전체 중량%에 대하여 벤토나이트는 4.0 ~ 13.0 중량%일 수 있고, 바람직하게는 4.5 ~ 12.0 중량%, 더욱 바람직하게는 5.0 ~ 10.0 중량%일 수 있다.Bentonite may be 4.0 to 13.0% by weight, preferably 4.5 to 12.0% by weight, more preferably 5.0 to 10.0% by weight, based on the total weight% of the casting composition.
부식산 염은 0.5 ~ 8.0 중량%일 수 있고, 바람직하게는 2.0 ~ 8.0 중량%, 더욱 바람직하게는 3.0 ~ 7.0 중량%일 수 있다. 부식산 염이 0.5 중량% 미만이면 주조품에 소착이 발생하고, 8.0 중량% 초과면 통기도가 낮아짐에 따라 가스 결함이 발생하여 바람직하지 못하다.The humic acid salt may be 0.5 to 8.0% by weight, preferably 2.0 to 8.0% by weight, more preferably 3.0 to 7.0% by weight. If the humic acid salt is less than 0.5% by weight, seizure occurs in the cast product, and if it exceeds 8.0% by weight, gas defects occur as the air permeability decreases, which is not preferable.
물은 2.0 ~ 10.0 중량%일 수 있고, 바람직하게는 2.0 ~ 8.0 중량%, 더욱 바람직하게는 2.5 ~ 7.0 중량%일 수 있다. 물이 2.0 중량% 미만이면 벤토나이트 또는 부식산 염에 점결력을 부여하지 못하며, 10.0 중량% 초과면 주형의 통기도가 낮아지고, 주조시 고온의 용융금속에 의해 수증기를 과량 발생시킴에 따라 주조품의 가스 결함을 발생시켜 바람직하지 못하다.Water may be 2.0 to 10.0% by weight, preferably 2.0 to 8.0% by weight, more preferably 2.5 to 7.0% by weight. If water is less than 2.0% by weight, it cannot impart cohesive power to bentonite or humic acid salts, and if it exceeds 10.0% by weight, the air permeability of the mold is lowered. It is undesirable because it causes defects.
또한 벤토나이트를 포함하지 않는, 주물사 80.0 ~ 92.5 중량%, 부식산 염 4.5 ~ 15.0 중량%, 및 물 2.0 ~ 10.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 생형 주조용 조성물을 제공한다. 벤토나이트를 포함하지 않는 경우 부식산 염의 함량을 증가하여 점결력과 강도를 확보할 수 있다.In addition, it provides a composition for green casting, characterized in that it contains 80.0 to 92.5% by weight of casting sand, 4.5 to 15.0% by weight of humic acid salt, and 2.0 to 10.0% by weight of water, which does not contain bentonite. If bentonite is not included, the caking strength and strength can be secured by increasing the content of humic acid salt.
본 발명에 따른 부식산 염을 포함하는 생형 주조용 조성물은 벤토나이트와 탄소질 첨가제를 포함하지 않음에도, 또는 벤토나이트와 결합하여 생형의 압축강도가 유지되며, 부식산 염의 함유에 따라 통기도, 충진도, 수분함량이 우수하게 나타나는 특징이 있다.The composition for green mold casting containing a humic acid salt according to the present invention maintains the compressive strength of the green mold even though it does not contain bentonite and a carbonaceous additive, or by combining with bentonite, and according to the content of the humic acid salt, the air permeability, filling, There is a characteristic that shows excellent moisture content.
주조용 조성물 전체 중량%에 대하여 부식산 염은 4.5 ~ 15.0 중량%일 수 있고, 바람직하게는 4.5 ~ 12.0 중량%, 더욱 바람직하게는 5.0 ~ 10.0 중량%일 수 있다. 부식산 염이 4.5 중량% 미만이면 주조품에 소착이 발생하며, 15.0 중량% 초과면 통기도가 낮아짐에 따라 가스 결함이 발생하여 바람직하지 못하다.The humic acid salt may be 4.5 to 15.0% by weight, preferably 4.5 to 12.0% by weight, more preferably 5.0 to 10.0% by weight, based on the total weight% of the casting composition. If the humic acid salt is less than 4.5% by weight, seizure occurs on the cast product, and if it exceeds 15.0% by weight, gas defects occur as the air permeability decreases, which is not preferable.
물은 2.0 ~ 10.0 중량%일 수 있고, 바람직하게는 2.0 ~ 8.0 중량%, 더욱 바람직하게는 3.0 ~ 7.0 중량%일 수 있다. 물이 2.0 중량% 미만이면 부식산 염에 점결력을 부여하지 못하며, 10.0 중량% 초과면 주형의 통기도가 낮아지고, 주조시 고온의 용융금속에 의해 수증기를 과량 발생시킴에 따라 주조품의 가스결함이 발생하여 바람직하지 못하다.Water may be 2.0 to 10.0% by weight, preferably 2.0 to 8.0% by weight, more preferably 3.0 to 7.0% by weight. If water is less than 2.0% by weight, it cannot impart caking power to the humic acid salt, and if it exceeds 10.0% by weight, the air permeability of the mold is lowered, and gas defects in the casting product are caused by excessive steam generation by the hot molten metal during casting. Occurs and is not desirable.
본 발명에 따른 생형 주조용 조성물은 전분질 첨가제를 0.5 ~ 5.0 중량% 더 포함할 수 있다. 전분질 첨가제를 첨가하여 점결력을 강화할 수 있다. 전분질 첨가제는 0.5 ~ 5.0 중량%일 수 있고, 바람직하게는 0.5 ~ 4.0 중량%, 더욱 바람직하게는 1.0 ~ 3.0 중량%일 수 있다. 전분질 첨가제를 더 포함하여 열간 성질 및 내열성을 강화할 수 있다.The composition for green casting according to the present invention may further contain 0.5 to 5.0% by weight of a starchy additive. By adding starchy additives, the caking power can be strengthened. The starchy additive may be 0.5 to 5.0% by weight, preferably 0.5 to 4.0% by weight, more preferably 1.0 to 3.0% by weight. A starchy additive may be further included to enhance hot properties and heat resistance.
전분질 첨가제는 β전분으로 α화 혹은 덱스트린, 당류일 수 있다. 당류는 설탕, 맥아당 또는 유당으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으며, 특히 바람직하게는 설탕일 수 있다.Starch additives may be α-formed with β starch, or dextrin or sugar. The saccharide may be at least one selected from the group consisting of sugar, maltose, or lactose, and particularly preferably sugar.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 한편, 해당 기술분야의 통상적인 지식을 가진자로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. On the other hand, the illustrations and detailed descriptions of configurations, actions and effects thereof that can be easily recognized by those of ordinary skill in the art will be simplified or omitted, and will be described in detail centering on parts related to the present invention.
실시예Example
부식산 염 제조Humic acid salt manufacturing
물 2kg에 수산화 나트륨 0.5kg을 녹인 용액에 부식산 1kg을 혼합한 후 용해시켜 부식산 나트륨 수용액을 제조하였다. 부식산 나트륨 수용액을 95 ℃의 온도에서 교반하고, 수분을 제거하여 부식산 나트륨(염)을 제조하였다.1 kg of humic acid was mixed with a solution of 0.5 kg of sodium hydroxide in 2 kg of water and dissolved to prepare an aqueous sodium humate solution. Sodium humate aqueous solution was stirred at a temperature of 95° C. and moisture was removed to prepare sodium humate (salt).
주조용 주형재료 제조Manufacture of casting mold material
(1) 부식산 나트륨 수용액을 건조하여 제조한 부식산 나트륨 4kg에 수분 3kg을 넣고 교반하였다. 이후 벤토나이트 8kg을 넣고 추가로 교반하여 주조용 주형재료를 제조하였다.(1) 3 kg of moisture was added to 4 kg of sodium humate prepared by drying an aqueous sodium humate solution and stirred. Then, 8 kg of bentonite was added and further stirred to prepare a casting material.
(2) 물 2kg에 수산화 나트륨 0.5kg을 녹인 용액에 부식산 1kg을 용해시키고, 그 부식산 나트륨 수용액에 벤토나이트 2kg을 침지하여 교반하였다. 이후 수분을 제거하여 주조용 주형재료를 제조하였다.(2) 1 kg of humic acid was dissolved in a solution of 0.5 kg of sodium hydroxide in 2 kg of water, and 2 kg of bentonite was immersed in the aqueous sodium humate solution and stirred. Thereafter, moisture was removed to prepare a casting material.
본 발명에 따라 제조된 주조용 주형재료의 구성성분별 구체적 값은 하기 표 1과 표 2에 기재하였다.Specific values for each component of the casting mold material manufactured according to the present invention are shown in Tables 1 and 2 below.
표 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 주조용 주형재료의 중량 %이다.Table 1 shows the weight% of casting mold materials according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
[표 1][Table 1]
표 2는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 주조용 주형재료의 중량비이다.Table 2 is a weight ratio of casting mold materials according to Examples and Comparative Examples of the present invention.
[표 2][Table 2]
주조용 주물사 제조Casting sand manufacturing
주물사((주)우리-베트남 건조사 58사) 100kg에 본 발명에 따른 주형재료와 수분을 넣고 교반하여 주조용 주물사를 제조하였다. 본 발명에 따른 주조용 주물사의 구성성분별 구체적 값은 하기 표 3과 표 4에 기재하였다.Casting sand for casting was prepared by putting the mold material and water according to the present invention into 100 kg of casting sand (Woori-Vietnam dry company 58) and stirring. Specific values for each component of the casting sand for casting according to the present invention are shown in Tables 3 and 4 below.
표 3은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 주조용 조성물의 중량 %이다.Table 3 shows the weight% of the casting composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
[표 3][Table 3]
표 4는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 주조용 조성물의 중량비이다.Table 4 is a weight ratio of the casting composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.
[표 4][Table 4]
실험예Experimental example
물성실험Physical property experiment
(1)통기도(CC/cm2)(1) Air permeability (CC/cm 2 )
통기도 시험법(KS A 5503)으로 측정하였다. 표준 다짐기를 사용하여 직경 50 mmØ, 높이 50 mm의 원통형 강철파이트에 주형사를 넣고 6.5 Kg의 중추를 50 mm의 높이에서 세 번 다져서 시편을 제작하였다. 2000cc의 공기가 통과하는데 소요된 시간과 압력을 측정하여 계산하였다.It was measured by the air permeability test method (KS A 5503). Using a standard compactor, the mold was placed in a cylindrical steel pipe with a diameter of 50 mmØ and a height of 50 mm, and a 6.5 kg core was pressed three times at a height of 50 mm to prepare a specimen. It was calculated by measuring the time and pressure required to pass 2000cc of air.
(2)압축강도(N/cm2)(2) Compressive strength (N/cm 2 )
표준 다짐기를 사용하여 제작된 표준 시편을 30 g/cm2/sec 속도로 시편을 압축하여 파괴될 때의 하중으로 압축강도를 측정하였다. The compressive strength of the standard specimen prepared using a standard compactor was measured by the load upon failure by compressing the specimen at a rate of 30 g/cm 2 /sec.
(3)충진도(%)(3) Filling (%)
표준 다짐기를 사용하여 직경 50 mmØ, 높이 50 mm의 원통형 강철파이트에 주형사를 넣고 6.5 Kg의 중추를 50 mm의 높이에서 세 번 다져서 제작된 시편의 높이를 측정하여 계산하였다.Using a standard compactor, the mold was put into a cylindrical steel pipe having a diameter of 50 mmØ and a height of 50 mm, and a 6.5 kg core was pressed three times at a height of 50 mm, and the height of the prepared specimen was measured and calculated.
(4)수분함량(%)(4) Moisture content (%)
수분함유량시험법(KS A 5355)으로 측정하였다. 잘 혼련된 주형사 50g을 채취하여 105℃에서 1시간 건조시킨 다음 데시케이트 속에서 냉각시켰다. 상온으로 냉각된 주형사의 무게를 측정하여 수분함량을 결정하였다. It was measured by the moisture content test method (KS A 5355). 50 g of well-kneaded mold sand was collected, dried at 105° C. for 1 hour, and then cooled in a desiccate. The moisture content was determined by measuring the weight of the molded sand cooled to room temperature.
분진발생도Dust generation degree
주조 후 모래를 회수하여 분진 및 탄소발생도를 확인하였다.After casting, the sand was recovered and the dust and carbon generation were checked.
분진 발생도는 광투과법을 이용하여 측정하였다. 수분을 제거하기 위하여 105℃에서 6시간 회수사를 건조하였고, 1L 챔버에 0.1 kg의 회수사를 넣고 흔들어 분진을 발생시키고, 1분 후 빛 투과량을 측정하였다.The degree of dust generation was measured using the light transmission method. In order to remove moisture, the recovered sand was dried at 105°C for 6 hours, and 0.1 kg of the recovered sand was put in a 1L chamber and shaken to generate dust, and the light transmission amount was measured after 1 minute.
평가 및 결과Evaluation and results
본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 통기도, 압축강도, 충진도 및 수분함량에 대한 물성실험 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 또한 도 1은 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 물성실험 결과를 나타낸 그래프이다. 표 5 및 도 1을 참고하여 이하 설명한다.Table 5 shows the results of physical property tests for air permeability, compressive strength, filling degree, and moisture content for Examples and Comparative Examples of the present invention. In addition, FIG. 1 is a graph showing the results of physical property tests of Examples or Comparative Examples according to the present invention. It will be described below with reference to Table 5 and FIG.
[표 5][Table 5]
통기도와 관련하여, 도 2는 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 통기도 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 도 2의 (a)를 참고하여 설명하면, 부식산 염을 포함하는 실시예 1의 통기도가 씨콜을 포함하는 비교예 1의 경우보다 크게 향상됨을 확인할 수 있다. 또한 도 2의 (b)를 참고하여 설명하면, 벤토나이트를 포함하지 않고 부식산 염만 포함하는 실시예 3의 통기도가 벤토나이트만을 포함하는 비교예 3의 경우보다 높게 나타남도 확인할 수 있다.Regarding the air permeability, FIG. 2 is a graph showing the results of measuring air permeability in Examples or Comparative Examples according to the present invention. Referring to Figure 2 (a), it can be seen that the air permeability of Example 1 containing a humic acid salt is significantly improved than that of Comparative Example 1 containing Sicol. In addition, referring to FIG. 2B, it can be seen that the air permeability of Example 3 containing only humic acid salts without bentonite is higher than that of Comparative Example 3 containing only bentonite.
압축강도와 관련하여, 도 3는 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 압축강도 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 도 3의 (a)를 참고하여 설명하면, 부식산 염을 포함하는 실시예 1의 압축강도가 씨콜을 포함하는 비교예 1의 경우보다 크게 향상됨을 확인할 수 있다. 또한 도 3의 (b)를 참고하여 설명하면, 벤토나이트를 포함하지 않고 부식산 염만 포함하는 실시예 3의 압축강도가 벤토나이트만을 포함하는 비교예 3의 경우와 유사하게 나타남도 확인할 수 있다.Regarding the compressive strength, FIG. 3 is a graph showing the results of measuring the compressive strength of Examples or Comparative Examples according to the present invention. Referring to Figure 3 (a), it can be seen that the compressive strength of Example 1 containing a humic acid salt is significantly improved than that of Comparative Example 1 containing Sea Cole. In addition, referring to FIG. 3B, it can be seen that the compressive strength of Example 3 containing only humic acid salts without bentonite is similar to that of Comparative Example 3 containing only bentonite.
충진도와 관련하여, 도 4는 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 충진도 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 도 4의 (a)를 참고하여 설명하면, 부식산 염을 포함하는 실시예 1의 충진도가 씨콜을 포함하는 비교예 1의 경우보다 크게 향상됨을 확인할 수 있다. 도 4의 (b)를 참고하여 설명하면, 벤토나이트를 포함하지 않고 부식산 염만 포함하는 실시예 3의 충진도는 벤토나이트만을 포함하는 비교예 3의 경우보다 다소 낮게 나타남을 확인할 수 있다.Regarding the degree of filling, FIG. 4 is a graph showing the result of measuring the degree of filling of an embodiment or a comparative example according to the present invention. Referring to FIG. 4A, it can be seen that the packing degree of Example 1 containing the humic acid salt is significantly improved than that of Comparative Example 1 containing Sea Cole. Referring to FIG. 4B, it can be seen that the packing degree of Example 3 containing only humic acid salts without bentonite is slightly lower than that of Comparative Example 3 containing only bentonite.
수분함량와 관련하여, 도 5는 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 수분함량 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 도 5의 (a)를 참고하여 설명하면, 부식산 염을 포함하는 실시예 1의 수분함량은 씨콜을 포함하는 비교예 1의 경우와 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 도 5의 (b)를 참고하여 설명하면, 벤토나이트를 포함하지 않고 부식산 염만 포함하는 실시예 3의 수분함량이 벤토나이트만을 포함하는 비교예 3의 경우보다 높음을 확인할 수 있다.In relation to the moisture content, FIG. 5 is a graph showing the moisture content measurement result of the Example or Comparative Example according to the present invention. Referring to Figure 5 (a), it was confirmed that the moisture content of Example 1 containing the humic acid salt appeared similar to the case of Comparative Example 1 containing Sea Cole. Meanwhile, referring to (b) of FIG. 5, it can be seen that the moisture content of Example 3 containing only humic acid salts without bentonite is higher than that of Comparative Example 3 containing only bentonite.
한편, 빛 투과량을 이용하여 분진발생도를 평가하였다. 실시예 4 및 비교예 4에 따른 주조용 조성물의 회수사에 대한 분진 발생도는 공기의 빛 투과량과 비교하여 측정하였다. 도 6은 본 발명에 따른 실시예 또는 비교예의 분진발생도 측정 결과를 그래프이다. 도 6을 참고하여 설명하면, 공기의 빛 투과량을 100%라고 할 때 실시예 4의 빛 투과량은 71.8%로 측정된 반면 비교예 4의 빛 투과량은 39.8%로 측정되었다.Meanwhile, the degree of dust generation was evaluated using the amount of light transmission. The dust generation degree of the recovered sand of the casting composition according to Example 4 and Comparative Example 4 was measured by comparing with the light transmission amount of air. 6 is a graph showing the result of measuring the dust generation degree of the Example or Comparative Example according to the present invention. Referring to FIG. 6, when the light transmission amount of air is 100%, the light transmission amount of Example 4 was measured as 71.8%, whereas the light transmission amount of Comparative Example 4 was measured as 39.8%.
기존의 탄소질 첨가제로 이용되는 씨콜을 이용한 비교예 4의 경우 분진 발생도가 높아 빛 투과도가 낮은 반면, 본 발명에 따라 부식산 염을 포함하는 실시예 4의 경우 물에 용해됨에 따라 분진 발생도가 낮아 빛 투과도가 높게 나타남을 확인할 수 있었다. 본 발명의 주형재료 및 생형 주조용 조성물은 기존의 탄소질 첨가제와 달리 물에 용해되어 분진이 발생하지 않거나 분진을 최소화하는 부식산 염을 포함하여 작업환경을 개선할 수 있으며, 회수사 처리과정에서도 분진발생을 최소화할 수 있음을 확인할 수 있었다.In the case of Comparative Example 4 using Sicol, which is used as a carbonaceous additive, the generation of dust is high and the light transmittance is low, whereas in the case of Example 4 containing a humic acid salt according to the present invention, the generation of dust is also dissolved in water. It was confirmed that the light transmittance was high. Unlike conventional carbonaceous additives, the mold material and the green casting composition of the present invention can improve the working environment by including a humic acid salt that dissolves in water and does not generate dust or minimizes dust. It was confirmed that dust generation can be minimized.
전술한 내용은 후술할 발명의 청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing has been somewhat broadly described in terms of features and technical advantages of the present invention so that the claims of the invention to be described later can be better understood. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
Claims (7)
수용성 부식산 염 9.0 ~ 35.0 중량%, 및
물 20.0 ~ 50.0 중량%를 포함하고, 상기 수용성 부식산 염은 식물 또는 동물 사체의 분해로 생성된 부식산을 염기 용액에 용해하고 건조하여 제조된, 주조용 주형재료.
Bentonite 30.0 to 62.0 wt%,
9.0 to 35.0% by weight of water-soluble humic acid salt, and
It contains 20.0 to 50.0% by weight of water, and the water-soluble humic acid salt is prepared by dissolving humic acid produced by decomposition of plant or animal carcasses in a base solution and drying it.
상기 부식산 염은 부식산 나트륨(Sodium humate), 부식산 칼슘(Calcium humate), 부식산 칼륨(Potassium humate), 및 부식산 마그네슘(Magnesium humate)으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 주조용 주형재료.
The method of claim 1,
The humic acid salt is one or more selected from the group consisting of sodium humate, calcium humate, potassium humate, and magnesium humate, Casting material.
상기 부식산 용액을 건조하여 부식산 염을 제조하는 제 2 단계;
상기 부식산 염에 물을 첨가하는 제 3 단계; 및
상기 부식산 염이 첨가된 물에 벤토나이트를 첨가하는 제 4 단계;를 포함하는 주조용 주형재료 제조방법.
A first step of preparing a humic acid solution by dissolving humic acid in a base solution;
A second step of drying the humic acid solution to prepare a humic acid salt;
A third step of adding water to the humic acid salt; And
A method for producing a casting mold material comprising a fourth step of adding bentonite to water to which the humic acid salt is added.
상기 부식산 용액에 벤토나이트를 첨가하여 혼합물을 제조하는 제 2 단계; 및
상기 혼합물을 건조하여 부식산 염으로 코팅된 벤토나이트를 제조하는 제 3 단계;를 포함하는 주조용 주형재료 제조방법.
A first step of preparing a humic acid solution by dissolving humic acid in a base solution;
A second step of preparing a mixture by adding bentonite to the humic acid solution; And
A third step of drying the mixture to prepare bentonite coated with a humic acid salt.
80.0 to 92.5% by weight of foundry sand, 4.0 to 13.0% by weight of bentonite, 0.5 to 8.0% by weight of water-soluble humic acid salt, and 2.0 to 10.0% by weight of water, and the water-soluble humic acid salt is produced by decomposition of plant or animal carcasses. A composition for green casting, characterized in that prepared by dissolving humic acid in a base solution and drying it.
80.0 to 92.5% by weight of foundry sand, 4.5 to 15.0% by weight of water-soluble humic acid salt, and 2.0 to 10.0% by weight of water, and the water-soluble humic acid salt dissolves humic acid generated by decomposition of plant or animal carcasses in a base solution And characterized in that produced by drying, green casting composition.
전분질 첨가제를 0.5 ~ 5.0 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 생형 주조용 조성물.
The method of claim 6,
A composition for green casting, characterized in that it further comprises 0.5 to 5.0% by weight of a starchy additive.
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