KR20070024079A - 주물사 개질조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물사 개질조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주물을 주조하는 주형의 재료인 주물사를 규사에 점결제인 벤토나이트와, 길소나이트 또는, 길소나이트와 시콜(Sea Coal)로 이루어진 첨가제를 혼합하여 조성함으로써 주물의 내구성 및 표면상태를 향상시키면서 유해가스의 발생을 억제하는 등의 주물사 개질조성물을 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 규사에 점결제와 첨가제를 혼합하여 조성되는 주물사 개질조성물에 있어서, 규사 79~90중량%, 벤토나이트 9.8~16중량%, 길소나이트 0.2~0.61중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 주물사 개질조성물을 제공하게 된다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 규사에 점결제와 첨가제를 혼합하여 조성되는 주물사 개질조성물에 있어서, 규사 79~90중량%, 벤토나이트 9.8~16중량%, 시콜(Sea Coal) 0.12~0.46중량%, 길소나이트 0.08~0.17중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 주물사 개질조성물을 제공하게 된다.

주물사, 주형, 주물, 벤토나이트, 길소나이트, 시콜

Description

주물사 개질조성물{MODIFIED COMPOSITE OF MOLD SAND}

본 발명은 주물사 개질조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주물을 주조하는 주형의 재료인 주물사를 규사, 벤토나이트, 길소나이트, 시콜(Sea Coal)로 조성하는 주물사 개질조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 주철, 주강, 동합금, 경합금주물 등의 대부분은 주형(Green Sand Mold)의 공동부(Mold Cavity)에 쇳물을 주입하여 만들게 되는데, 이때 주형은 주물사로 성형되어 사용되어지게 된다.

여기서, 주물사는 주철주물이나 비철합금주물을 주조하는 주형(砂型)에는 천연산의 산사(山砂)가 사용되어지게 되고, 강주물을 주조하는 주형에는 규사와 점결제를 배합한 합성사(Synthetic Sand)가 사용되어지게 된다.

이러한 천연사나 합성사가 주물에 적합한 성질을 가지고 있는 가의 여부는 정확하게는 쇳물을 실제로 부어보기 전에는 알 수 없으나, 경험이나 연구결과로 대체적인 예측은 가능하다.

따라서, 주형의 조형성, 쇳물과 주형의 반응 등을 고려하여 주물사는 강도, 통기성, 내화도, 입도, 성형성, 열적 성질 등이 우수하여야 하는데, 특히 주물과의 분리가 양호하면서 주물의 표면이 매끄럽고 모래털기가 용이한 붕괴성이 양호해야 한다.

통상적으로, 주물사는 규사를 주재로 하여 점결제와 첨가제를 배합하게 되는데, 그 배합비율에 따라 주형의 성형성, 내화성, 주형과 주물의 분리성, 주물의 표면을 매끄러운 정도, 붕괴성, 통기성 등에 결정적인 원인이 된다.

종래에는 주물사의 점결제로서 포틀랜드시멘트, 메타규산소오다 및 규조토를 사용하고, 탄산칼슘과 올테인산 아미드로 조성된 첨가제를 별도로 혼합하기도 한다.

특히, 최근에는 주물사의 첨가제로서 분말석탄인 시콜(Sea Coal)을 사용하기도 하지만, 시콜은 그 발화점이 낮아 습한 상태로 노출되거나 야적시 자체 하중압에 의해 자연 발화되는 등 보관상에 문제가 있다.

또한, 주물사의 첨가제로 혼합되는 시콜은 주물용 쇳물에 의해 연소시 유해한 일산화탄소와 탄화수소를 만들어 작업현장을 오염시키고, 더 나아가서 작업근로자의 폐질환 등을 유발시키는 주범으로 알려져 있다.

더욱이, 주물사의 시콜은 주물용 쇳물에 의해 순간적으로 연소되면서 그 연소가스가 미처 응고되지 않은 주물내로 유입되어 기포를 형성하게 되고, 결국 주물의 내구성을 약화시키는 등의 문제를 유발시키게 된다.

본 발명은 이러한 종래의 문제를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 주물을 주조하는 주형의 재료인 주물사를 규사에 점결제인 벤토나이트와, 길소나이트 또는, 길소나이트와 시콜(Sea Coal)로 이루어진 첨가제를 혼합하여 조성함으로써 주물의 내구성 및 표면상태를 향상시키면서 유해가스의 발생을 억제하는 등의 주물사 개질조성물을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 규사에 점결제와 첨가제를 혼합하여 조성되는 주물사 개질조성물에 있어서, 규사 79~90중량%, 벤토나이트 9.8~16중량%, 길소나이트 0.2~0.61중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 주물사 개질조성물을 제공하게 된다.

그리고, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 규사에 점결제와 첨가제를 혼합하여 조성되는 주물사 개질조성물에 있어서, 규사 79~90중량%, 벤토나이트 9.8~16중량%, 시콜(Sea Coal) 0.12~0.46중량%, 길소나이트 0.08~0.17중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 주물사 개질조성물을 제공하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 주물사는 규사 79~90중량%, 벤토나이트 9.8~16중량%, 길소나이트 0.2~0.61중량%로 조성된다.

이때, 주물사의 점결제로 사용되는 벤토나이트(Bentonite)는 다른 물질과 혼합하여 다른 물질을 서로 점결 시키는 성질을 가지고 있고, 화학적으로 활성을 일으키지 않으므로 점착되는 재료의 원래의 화학적 특성에 영향을 주지 않게 된다.

더욱이, 벤토나이트는 높은 온도에서도 이 성질은 변하지 않아 주물사의 규 사 점결제로 널리 이용되는데, 본 발명에서는 10~17중량%로 조성되는 것이 바람직하다

여기서, 벤토나이트가 10중량% 미만으로 혼합될 경우 주물사의 점착력이 떨어지면서 주형의 내구성을 약화시키게 되고, 17중량%를 초과하여 혼합할 경우 길소나이트와 같은 첨가제의 혼합량이 적어지면서 주물의 품질을 악화시킬 뿐만 아니라 점결력의 과다한 증가로 주물사의 유동성이 저하되면서 주형제작시 별도의 압력을 가하여만 충전이 이루어지는 등의 문제를 야기시키게 된다.

그리고, 길소나이트는 비교적 고가의 천연아스팔트 수지로서, 다량의 광휘탄소를 함유하고 있으며, 열을 가할 경우 서서히 녹으면서 연소되는 특징을 가지고, 시콜의 유동성(13.3%)보다 낮은 유동성(8.9%)을 갖는다.

특히, 본 발명의 주물사에서 첨가제로 사용되는 길소나이트는 높은 휘발성(75%이상)을 갖고 있음에도 불구하고 용융점이 높으면서 주물용 쇳물에 의해 용융되는 과정을 거쳐 연소되면서 가스를 발생시키게 되고, 이 연소가스는 주물과 주형의 접촉면을 따라 가스층을 형성하면서 공기의 유입을 차단하게 된다.

더욱이, 주물과 주형 사이에 형성되는 길소나이트의 연소가스층은 주물과 규사의 산화반응을 차단함으로써 주물의 표면에 발생할 수 있는 강규산염(Iron Silicate)의 발생을 억제하고, 이로써 주물의 표면상태를 보다 매끄럽게 주조할 수 있도록 유도하게 된다.

본 발명에서는 길소나이트를 0.2~0.61중량%로 혼합하게 되는데, 0.2중량% 미만으로 혼합할 경우 주물용 쇳물에 의한 연소가스량이 충분히 발생되지 않아 주물 의 표면상태가 양호하지 못하고, 0.61중량%를 초과하여 혼합할 경우 주물사의 제조단가가 상승되면서 주물사의 유동성을 악화시키는 등의 문제를 초래하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 주물사는 규사 79~90중량%, 벤토나이트 9.8~16중량%, 시콜(Sea Coal) 0.12~0.46중량%, 길소나이트 0.08~0.17중량%로 조성된다.

이는 주물사의 첨가제로서 시콜과 길소나이트를 혼용함으로써 시콜과 길소나이트의 장점을 충분히 살리면서 그 단점을 상호 보완적으로 상쇄시키는 효과가 있다.

즉, 길소나이트는 높은 휘발성을 가지면서도 용융과정을 거쳐 연소되어 보관이 용이하고, 무해한 가스를 발생시키는 반면에 유동성이 떨어지고 비교적 고가라는 단점이 있다.

그러나, 시콜은 유동성이 우수하고 비교적 저가라는 장점이 있지만, 낮은 휘발성에도 불구하고 낮은 발화점에 의해 쉽게 연소되면서 화재위험성이 높아 보관이 매우 어렵고, 연소시 유해한 가스를 발생시켜 환경오염을 유발시킨다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 주물사의 첨가제로서 길소나이트의 약 60%정도를 시콜로 대체함으로써 주물사의 유동성이 떨어지면서 생산단가가 높은 단점을 보완하였다.

이때, 시콜(Sea Coal)은 주물사의 0.12~0.46중량%로 배합하는 것이 바람직한데, 0.12중량% 미만으로 배합하는 경우 길소나이트에 대한 대체효과가 떨어지고, 0.46중량%를 초과하는 경우 유해가스 발생량이 많아지면서 연소가스에 의한 주물내 기포를 형성할 수 있는 등의 문제점을 유발할 수 있다.

그리고, 길소나이트는 주물사의 0.08~0.17중량%로 배합하는 것이 바람직하나, 0.08중량%미만으로 배합하는 경우 상대적으로 시콜의 배합량 증대에 따른 문제가 발생되고, 0.17중량%를 초과하여 배합할 경우 시콜의 대체효과가 떨어지면서 주물사의 유동성 저하와 생산단가의 상승을 발생시키게 된다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 이는 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본 발명의 범위는 상술된 실시예에 의해 한정되어져서는 안되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 청구범위와 균등한 구성에 의해 정해져야 함은 당연하다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 주물생산시 유해가스의 발생을 최대한 억제하면서 주물의 내구성 및 표면을 향상시키는 등의 효과를 제공하게 된다.

Claims (2)

1. 규사에 점결제와 첨가제를 혼합하여 조성되는 주물사 개질조성물에 있어서,

   규사 79~90중량%, 벤토나이트 9.8~16중량%, 길소나이트 0.2~0.61중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 주물사 개질조성물.
2. 규사에 점결제와 첨가제를 혼합하여 조성되는 주물사 개질조성물에 있어서,

   규사 79~90중량%, 벤토나이트 9.8~16중량%, 시콜(Sea Coal) 0.12~0.46중량%, 길소나이트 0.08~0.17중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 주물사 개질조성물.