KR20000071196A - Method for the Manufacture of Cores for Metal Casting Processes - Google Patents
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Abstract
우레탄 콜드 박스프로세스에의하여 금속주조프로세스를 위한 샌드코아의 제조방법에 있어서, 기상의 트리메칠아민이 계량장치(3)의 부분들을 통하여 안내되며 그리고 다음에 코아당 사용된 샌드의 양을 기초하여 0.01 내지 0.12 중량 %의 농도에서 코아사출기(4)내로 안내되며 여기서 이것은 샌드와 접촉하게 되며, 그리고 코아사출기(4)내로의 기상의 트리메칠아민을 들여보내기전에 청소개스가 들여보내지며, 트리메칠아민과 청소개스의 비율은 트리메칠아민의 양(T)에 대하여 사용된 청소개스의 양(L)은 1:1000 내지 1:10000의 T:L의 비율에 있다.In the process of producing sand cores for the metal casting process by means of a urethane cold box process, the gaseous trimethylamine is guided through the parts of the metering device 3 and then 0.01 based on the amount of sand used for the coarse sugar. To a concentration of 0.12% by weight into the core injection machine (4) where it comes into contact with the sand, and a cleaning gas is introduced before introducing the gaseous trimethylamine into the core injection machine (4), trimethylamine The ratio of the cleaning gas to the amount of the cleaning gas used (L) relative to the amount (T) of trimethylamine is in the ratio of T: L of 1: 1000 to 1: 10000.
Description
금속주조공정을 위한 코아의 제조에 대한 방법들은 공지되어 있다. 하나의 그러한 방법은 우레탄 콜드 박스 프로세스이며 프로세스는 촉매제 또는 양생제(curing agent)로서 아민을 사용하며 그리고 이 프로세스는(Giesserei 78 (1991), volume ll, 372 내지 374페이지의 특집판에 있는 기사에서 기술되어 있다. 코아와 몰드생산을 위한 상기한 공지된 방법에서는 벤질에텔레진(오소-페놀 레졸)과 그리고 이소시아네이트를 함유하는 몰딩조성이 사용되었으며 그리고 몰딩 조성은 촉매로서 제 3의 아민을 사용하여 양생되었다. 아민의 촉매효과는 기상에서 특히 유리하므로 비등점이 약 3℃인 트리메칠아민(TMA)을 사용하며 시험들이 수행되었으며, 그리고 이것을 가지고는 상기한 이유때문에 양생작업이 기체의 아민을 가지고 비교적 단순한 방법으로 가능하다. 폴리우레탄 반응의 동안에 반응성의 전이 화합물의 형성에 의한 제 3 아민의 상승효과는 다음의 반응식에 의하여 기술된다.Methods for the preparation of cores for metal casting processes are known. One such method is the urethane cold box process and the process uses amines as catalysts or curing agents (Giesserei 78 (1991), volume ll, in the articles in the special editions of pages 372 to 374). In the above known process for core and mold production, a molding composition containing benzyl ether resin (oso-phenol resol) and isocyanate was used and the molding composition was prepared using a third amine as catalyst. Since the catalytic effect of amines is particularly favorable in the gas phase, tests have been carried out using trimethylamine (TMA), which has a boiling point of about 3 ° C., and for this reason the curing operation is relatively easy with gaseous amines. It is possible in a simple way: a third subtype by the formation of reactive transition compounds during the polyurethane reaction The synergistic effect of Min is described by the following equation.
상기한 공지된 방법에의하여 코아를 만들때, 제 3아민이 필요한 양의 상당히 과잉으로 코아사출기에 장입되는것이 불리한 것이다. 트리메칠아민의 적용이 사용된 아민의 양을 다른 아민류에 비하여 50%만큼 유리하게 감소시키는것이 가능하게 하는것이 보여왔다할지라도 트리메칠아민의 적용은 아직도 결부된 단점들을 가진다. 하나의 문제점은 냄새에의하여 생성되는 극단적인 불쾌감이며 이것은 사용된 설비의 모든 부분이 절대적으로 누설방지가 되는것을 중요하게 만든다. 모든 파이프연결은 여기서는 비교적 높은 비용으로 격리되지않으면 안된다.When making cores by the known methods described above, it is disadvantageous that the third amine is charged to the core injection machine in a significant excess of the required amount. Although it has been shown that the application of trimethylamine makes it possible to advantageously reduce the amount of amine used by 50% over other amines, the application of trimethylamine still has its associated disadvantages. One problem is the extreme discomfort generated by odors, which makes it important that all parts of the equipment used are absolutely leakproof. All pipe connections must be isolated here at a relatively high cost.
Giesserei 기사로부터는 또 상이한 아민들의 반응성은 TEA, DMIA, DMEA, TMA의 순서로 "불활성"으로부터 "활성"으로 증가하는것이 보여질수있다. 이 불량한 반응성과는 별도로 TEA는 역시 이것이 에어로졸을 형성한다는 불리는 겪는다.From the Giesserei article it can also be seen that the reactivity of different amines increases from "inert" to "active" in the order of TEA, DMIA, DMEA, TMA. Apart from this poor reactivity, TEA also suffers from the fact that it forms an aerosol.
경금속을 주조하기 위한 주형재료를 위한 점결제는 DE-A-3017925에 기술되어있으며 이것은 콜드박스 프로세스 기술의 상세를 토의하고 있다. 예를들면 트리메칠아민 또는 트리에칠 아민이 제 3 아민으로서 사용되어질수 있음이 보여졌다. 기술된 방법에서 제 3 아민의 0.01 내지 30 체적 %를 포함하는 공기, 카본디옥사이드 또는 질소와 같은 불활성개스의 흐름의 사용이 유리하다.Binders for casting materials for casting light metals are described in DE-A-3017925, which discusses the details of the cold box process technology. For example, it has been shown that trimethylamine or triethylamine can be used as the third amine. In the described process it is advantageous to use a flow of inert gas such as air, carbon dioxide or nitrogen comprising from 0.01 to 30% by volume of the third amine.
Giesserei 58(1971), NO.9, 6May, 249 내지 254 페이지, 슈투트가르트의 G.Engels의 "Oeffentliche Diskussion Cold-Box-Verfahren (Open Discussion Cold Box Proless)에서 트리에칠아민의 적용이 더상세하게 기술되어 있다. 여기서는 사용되어질 트리에칠아민의 양은 특히 코아의 크기에 의존한다는 것이 보여졌다. 이론적으로는 0.01 내지 0.02 체적 %와 같이 적은양의 촉매를 사용할수 있는것이 지시되어져 있다. 과잉은 냄새불쾌감 때문만이 아니라 역시 코아품질에서의 감소를 초래하기 때문에 불리하므로 어떤 경우에도 0.05 내지 0.1 체적 %의 첨가비율이 초과되어서는 안된다.Giesserei 58 (1971), NO. 9, 6May, pages 249-254, describes the application of triethylamine in G.Engels of Stuttgart's "Oeffentliche Diskussion Cold-Box-Verfahren (Open Discussion Cold Box Proless) It has been shown here that the amount of triethylamine to be used depends in particular on the size of the core, which in theory indicates that a small amount of catalyst can be used, such as 0.01 to 0.02% by volume. Not only because, but also because it leads to a decrease in core quality, in no case should the addition ratio of 0.05 to 0.1% by volume be exceeded.
본 발명은 금속주조공정을 위한 코아의 제작방법에 관한것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a core for a metal casting process.
제 1도는 이 발명에 따르는 금속주조공정을 위한 코아의 제조방법에 관한 단순화된 개략적인 공정계통도이며,1 is a simplified schematic process diagram relating to a core manufacturing method for a metal casting process according to the present invention,
제 2도는 이 발명의 방법의 다른 실시예의 단순화된 개략적인 공정계통도임.2 is a simplified schematic process diagram of another embodiment of the method of the present invention.
이 발명의 목적은 하나의 방법에서 상기한 단점들이 크게 피하여지고 동시에 상대적으로 비용이 효과적인 방법으로 실행되어질수있는 방법을 제공하는, 금속주조 공정을위한 코아의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method of preparing cores for metal casting processes, which provides a method in which the above mentioned disadvantages in one method can be largely avoided and at the same time implemented in a relatively cost effective manner.
본 발명 따라서 금속주조공정을 위한 샌드코아의 제조방법이 제공되며 이 방법에서는 기상의 트리메칠아민이 계량장치(3)의 부분들을 통하여 안내되며 그리고 다음에는 코아당 사용된 샌드의 양에 기초하여진 0.01 내지 0.12 중량 %의 농도에서 안내되며 이것은 샌드와 접촉하게 되는곳인 코아사출기(4)속으로 안내되며 여기서는 코아사출기(4)에로의 기상의 트리메칠아민의 도입이전에 세척개스가 도입되며 그리고 여기서 트리메칠아민의 양(T)에 대하여 사용된 세척개스의 양(L)은 1:1000로부터 1:10000의 T:L의 비에 놓여있다.The present invention thus provides a process for producing sand cores for metal casting processes in which gaseous trimethylamine is guided through the parts of the metering device 3 and then 0.01 based on the amount of sand used per coa. To a concentration of 0.12% by weight, which is guided into the core injection machine 4 where it comes into contact with the sand, where a washing gas is introduced prior to the introduction of gaseous trimethylamine into the core injection machine 4 and here The amount L of washing gas used relative to the amount T of trimethylamine lies in the ratio of T: L from 1: 1000 to 1: 10000.
일반적으로 코아사출기에 장입된 샌드는 코아생산이 우레탄 골드 박스 프로세스의 원리에 따라서 행하여 질수있도록 이미 벤질 에텔레진과 이소시아네이트와 혼합되어져 있다. 예를들면 트리메칠아민이 조절 체인이나 또는 조절기에의하여 적당하게 조절되어지는 계량장치와 같은 개스를 위한 일반적인 운반설비가 사용될수있다. 따라서 이 설비는 운반설비, 측정장치, 콘트롤러등과 같은 몇개의 부품들로 되어있거나 또는 단일 유니트로서 제작되어질수 있다. 기상의 트리메칠아민은 이것이 모든 부품들을 통과하여 흐를 필요는 없지만 계측장치의 한 부분을 통하여 안내된다. 그래서 액상의 트리메칠아민이 계량장치의 몇개의 부분들을 통하여 흐르며 그리고 다음에는 기상으로 변환되며 그리고 기체형태에서 계량장치의 나머지 부분들을 통하여 흐르는것이 가능하다. 놀랍게도 이 발명의 방법을 사용할때 극단적인 냄새 불쾌감은 크게 피하여질수 있으며 그 결과로 코아를 만드는 설비의 부품들의 비용이 드는 절연은 필요하지 않은것이 발견되어왔다. 추가적으로, 유리하게도 제조된 코아의 다음의 저장의 동안에 냄새의 불쾌함은 없게된다 트리메칠아민의 거의 양론학적인 변환이 이루어지며 그 결과로 이 발명의 방법은 사용된 트리메칠아민의 비교적 적은양으로 인하여 비용이 효율적으로 행하여질수있슴은 역시 놀라운것이다.In general, sand charged to a core injection machine is already mixed with benzyl ethylene and isocyanate so that core production can be carried out according to the principle of the urethane gold box process. For example, a general conveying facility for a gas such as a metering device in which trimethylamine is suitably controlled by a control chain or regulator can be used. Thus, this facility can be made up of several components, such as transport equipment, measuring devices, controllers, etc., or it can be manufactured as a single unit. The gaseous trimethylamine is guided through one part of the meter, although it does not have to flow through all the parts. It is therefore possible for liquid trimethylamine to flow through several parts of the metering device and then to be converted into the gas phase and in the gaseous form through the rest of the metering device. Surprisingly, it has been found that extreme odor discomfort can be largely avoided when using the method of the invention and as a result no costly insulation of the components of the core making facility is required. In addition, advantageously there is no odor discomfort during the subsequent storage of the prepared cores. A near stoichiometric conversion of the trimethylamine is achieved, as a result of which the process of the present invention results in a relatively small amount of trimethylamine used. It is also surprising that cost can be done efficiently.
청소개스의 도입은 계측장치의 이전에 또는 이후에 행하여질수있다. 코아는 청소개스에의하여 청소되어지며 동시에 이것은 트리메칠아민에 노출되어지기 때문에 극단적인 냄새불쾌감이 코아저장동안에 역시 완전히 피하여질수 있도록 코아사출내의 샌드는 동시에 트리메칠아민과 그리고 청소개스에의하여 접촉하여지는 것이 유리하다.The introduction of the cleaning gas can be done before or after the measuring device. The core is cleaned by the cleaning gas and at the same time it is exposed to trimethylamine so that the sand in the core injection is simultaneously brought into contact with the trimethylamine and the cleaning gas so that extreme odor discomfort can also be completely avoided during core storage. It is advantageous.
이 발명의 우선적인 실시예에서 청소개스는 직접 계량장치내로 도입되어진다. 이 조처에 의하여 도관들 또는 파이프 배관의 양이 감소되어질수있으며 그리고 이것은 코아제작설비의 설치를 위한 공간이 제한되어 있을때 특히 유리하다.In a preferred embodiment of this invention the cleaning gas is introduced directly into the metering device. This measure allows the amount of conduits or pipe piping to be reduced and this is particularly advantageous when space for installation of co-production facilities is limited.
이 발명의 선호된 실시예에서 트리메칠아민은 액상으로 측정장치의 측정 베로우즈 형성부품에 공급되며 그리고 그 이후에는 이것은 기체형태로, 역시 계량장치의 부분을 형성하는 측정, 조절 또는 제어유니트를 통하여 안내된다. 트리메칠아민은 정상적으로 액체형태로 시중에서 구득할수있다. 그러나 트리에칠아민이 이미 벤질에텔 레진과 이소시아네이트와 접촉하여져온 샌드와 코아 사출기내에서 접촉하게되기전에 이것은 유리하게 기상으로 변환된다. 이것은 샌드와 트리메칠아민의 비교적 단순하고 균일한 혼합을 가능하게 만들며 그리고 동시에 트리메칠아민의 반응성을 증가시킨다. 놀랍게도 액상으로부터 기상에로의 트리메칠아민의 변환은 트리메칠아민을 계량 베로우즈내로 들여 보내는것에 의하여 이루어질수 있다는 것이 보여져왔다. 액상으로부터 기상으로 트리메칠아민의 변환의 동안에 주위로부터 열이 흡수되지만 이 계량베로우즈는 다른 운반설비보다는 더 좋게 기능을 할수있게 남아있는다. 이어서 기체의 트리메칠아민은 사용되어질 트리메칠아민의 원하여진 특정량을 분배할수있는 계측, 조절 또는 제어유니트를 통과하여진다. 이 정보가 회로를 사용하여 직접 계량베로우즈에 전달되며 그리고 거기에서 계량베로우즈의 행정에 대한 상응하는 설정으로 변하여진다. 계량베로우즈가 비교적 단순한 형태를 가질수있는것이 특히 유리한데 왜냐하면 이것은 현존하는 코아제작 설비에서의 사용을 위하여 쉽게 적응되어질수 있기 때문이다.In a preferred embodiment of this invention the trimethylamine is supplied in liquid form to the measuring bellows forming part of the measuring device and thereafter it is in gaseous form, via a measuring, regulating or control unit which also forms part of the measuring device. You are guided. Trimethylamine is normally available in liquid form on the market. However, it is advantageously converted to gaseous phase before triethylamine is brought into contact with the sand and core injection machines already brought into contact with benzyl ether resin and isocyanate. This allows for a relatively simple and uniform mixing of the sand with trimethylamine and at the same time increases the reactivity of the trimethylamine. Surprisingly it has been shown that the conversion of trimethylamine from the liquid phase to the gas phase can be achieved by bringing trimethylamine into the metering bellows. Heat is absorbed from the environment during the conversion of trimethylamine from the liquid phase to the gas phase, but the metering bellows remain able to function better than other transport equipment. The trimethylamine of the gas is then passed through a measurement, control or control unit that can dispense the desired amount of trimethylamine to be used. This information is communicated directly to the weighing bellows using a circuit and from there it is changed to the corresponding setting for the stroke of the weighing bellows. It is particularly advantageous that the metering bellows can have a relatively simple form because it can be easily adapted for use in existing co-production plants.
본 발명은 첨부한 도면들에서의 예에의하여 설명되어진다 :The invention is illustrated by way of example in the accompanying drawings:
제 1도를 보면 이미 벤질 에텔 레진 및 이소시아 네이트와 혼합된 샌드가 샌드믹서(5)로부터 꺼집어내어지며 그리고 도관(10)에 의하여 코아사출기(4)에 운반된다. 실린더(1)는 액체의 트리메칠아민을 포함하며 워터 배스(water bath)(8)의 도움으로 가열된다. 가열은 가열장치(6)와 직접연결된 가열코일(7)에 의하여 이루어진다. 액상으로부터 기상에로의 트리메칠아민의 변환은 열의 적용으로부터 결과한다. 기상의 트리메칠아민은 계량장치(3)에로의 도관(2)을 통과한다. 계량장치(3)에서 트리메칠아민의 양 측정되며, 그리고 주어진 특정치에 따라서 원하여진 양으로 조절되어진다. 다음에 트리메칠아민은 코아당 사용되어지는 샌드의 중량에 근거하여 0.01 내지 0.12 중량 %의 농도로 코아사출기(4)내로 도관(9)을 통과하여가며 그리고 거기서 샌드와의 접촉을 한다. 트리메칠아민의 냄새로 인한 극단적인 불쾌감의 야기를 피하기 위하여 청소공기가 도관(11)과 밸브(12)를 통하여 도관(2)에 들여보내지며 그 결과로 도관(9)을 통하여 코아사출기(4)내로 트리메칠아민을 들여보내는 동안에 코아사출기(4)내에서의 샌드의 청소가 동시에 행하여진다.1, sand already mixed with benzyl ether resin and isocyanate is taken out of the sand mixer 5 and conveyed to the core injection machine 4 by a conduit 10. The cylinder 1 contains trimethylamine in liquid and is heated with the aid of a water bath 8. Heating takes place by means of a heating coil 7 directly connected to the heating device 6. The conversion of trimethylamine from the liquid phase to the gaseous phase results from the application of heat. The gaseous trimethylamine passes through conduit 2 to the metering device 3. The amount of trimethylamine in the metering device 3 is measured and adjusted to the desired amount according to the given specific value. Trimethylamine then passes through conduit 9 into coa injection machine 4 at a concentration of 0.01 to 0.12% by weight based on the weight of the sand used for the coa sugar and is in contact with the sand there. In order to avoid causing extreme discomfort due to the smell of trimethylamine, cleaning air is introduced into the conduit 2 through the conduit 11 and the valve 12 and consequently the core ejector 4 through the conduit 9. The sand in the core injection machine 4 is cleaned at the same time while the trimethylamine is introduced into the shell.
제 2도를 참조하면 계량베로우즈(3a)와 그리고 계측, 조절 및 제어유니트(3b)가 함께 제 2도의 계량장치(3)에 상응하는 계량장치를 형성한다. 트리메칠아민은 실린더(11)내에서 액체로서 나타난다. 밸브(15)가 폐쇄될때 액체 트리메칠아민은 열린밸브(13)를 거쳐서 계량베로우즈(3a)내로 안내된다. 이것에의하여 트리메칠아민은 팽창하고 기상에로 크게 변환된다. 계량장치(3a)의 행정의 설정은 계측, 조절 또는 제어유니트(3b)의 주어진 특정치에 따르는 회로(14)에의하여 이루어진다. 다음에 밸브(13)가 닫힐때 기상의 트리메칠아민은 열려진 밸브(15)를 거쳐서 측정, 조절 또는 제어유니트(3b)내로 안내된다. 청소공기의 첨가는 도관(11)및 밸브(12)에 의하여 이루어진다. 계량베로우즈(3a)와 측정, 조절 또는 제어유니트(3b)는 함께 제 1 도의 계량장치(3)에 상응하기 때문에 제 2 도 실시예에서의 청소공기의 첨가는 역시 직접 계량장치 내에로 행하여진다.Referring to FIG. 2, the metering bellows 3a and the measurement, adjustment and control unit 3b together form a metering device corresponding to the metering device 3 of FIG. 2. Trimethylamine appears as a liquid in the cylinder 11. When the valve 15 is closed, the liquid trimethylamine is guided into the metering bellows 3a via the open valve 13. This causes the trimethylamine to swell and convert largely into the gas phase. The setting of the stroke of the metering device 3a is made by the circuit 14 in accordance with a given specific value of the measurement, adjustment or control unit 3b. Next, when the valve 13 is closed, the gaseous trimethylamine is guided into the measurement, regulation or control unit 3b via the open valve 15. The addition of cleaning air is made by conduit 11 and valve 12. Since the metering bellows 3a and the measuring, regulating or control unit 3b together correspond to the metering device 3 of FIG. 1, the addition of cleaning air in the second embodiment is also done directly into the metering device. .
금속주조공정을 위한 코아의 제작방법에 적용가능하다.Applicable to the core manufacturing method for metal casting process.
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