KR810000447B1 - 테르미트(thermit) 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

테르미트(thermit) 조성물

제1도는 본 발명의 테르미트(thermit) 조성물을 사용하여 만든 시험용 팻치의 반에 대한 사진이다.

제2도는 본 발명의 테르미트 조성물이 아닌 다른 조성물을 사용하여 만든 시험용 팻치의 반에 대한 사진이다.

본 발명은 인곳트주형의 정반을 수리하는데 사용되는 테르미트(thermit) 조성물에 관한 것이다.

테르미트 조성물은 세분된 피산화성 금속과 산화제의 혼합물로 되어 있으며, 산화제는 상당한 양 또는 전량이 산화철로 되어 있는 것이 보통이다. 이러한 조성물을 점화시키면, 높은 발연 반응이 일어나서, 피산화성 금속은 산화되고 산화철은 환원되어 용융철이 된다. 피산화성 금속으로는 알루미늄을 사용한다. 이미 알려진 테르미트 조성물은 다양하며, 이들은 알루미늄 및 산화철이외에 다른 조절제, 예컨대 반응의 속도를 지연시키는 내화충전제와 사용된 조성물의 전량이 확실히 점화 되도록 돕는 불화물과 같은 시발제등도 포함된다.

용융 금속을 주조하여 금속괴를 형성하는 경우에는, 용융 금속을 상당한 높이에서 금속괴 주형속으로 붓는 것이 보통이다. 주형의 저면, 또는 저면을 형성하는 분리 가능한 정반에 떨어지는 용융 금속은 매우 뜨거우며, 따라서 주형의 저면 또는 정반은 상당한 침식력을 받아 마모되어 오입부를 형성하게 된다.

주형의 저면은 다른 부분보다 훨씬 빨리 마모되기 때문에, 주형을 형성할 때 그 동체에 평평한 저판을 덧붙이는 것이 보통이며, 이 저판이 너무 침식되어 더 이상 쓰기 어렵게되면 떼어 버릴 수 있다. 이와 같이 주형의 동체와 저판을 분리하는 것이 경제적이긴 하지만, 저판 자체도 비싸기 때문에, 예컨대 침식된 부분을 수리하여 사용함으로써 저판의 수명을 연장시키는 것이 바람직하다.

강철판을 용접하는 등의 기계적 방법이 시도되었지만, 이러한 방법은 이용하기가 어렵고 시간 낭비적이다. 침식된 부분에 놓고 점화시킬 수 있는 테르미트 조성물도 제안된 바 있다.

이들 조성물은 가열되었다가 냉각되어, 침식된 부분에 고형물질을 남긴다. 지금까지 알려진 이러한 조성물은 사용하기가 매우 만족스러운 것은 못되었다. 많은 이러한 조성물들이 이용하기가 어렵고, 점화시에 많은 연기를 뿜어 불편하고 건강을 해칠 가능성이 있으며, 또한 만족할만한 수리를 해주지 못한다.

본 발명의 조성물은, 금속괴 주형의 침식된 저판을 수리하는데, 특히 유용하고 또한 상술한 바와 같은 결함을 최소화 또는 제거하는 것이다.

본 발명의 첫번째 특징은, 테르미트 조성물이 미립자의 피산화성 금속, 미립자의 산화철, 그리고 전적으로 또는 부분적으로 지르콘으로 되어 있는 미립자의 내화충전제 등으로 구성된다는 것이다.

본 발명의 테르미트 조성물은, 필요에 따라 보조성분, 예컨대 다른 산화제와 불화물과 같은 점화보조제 등을 포함할 수도 있다.

본 발명의 더 바람직한 테르미트 조성물은 100중량부의 산화철 및 피산화성 금속에 대하여 15~50중량부의 미립자 내화충전제, 0.1~5중량부의 알칼리금속 또는 질산 암모늄과 같은 강산화제, 그리고 1~8 중량부의 촉진제 등을 포함하며, 촉진제로서는 빙정석, 형석, 또는 불화 알루미늄과 같은 불화물이 더 바람직하다. 내화충전제는 전체가 지르콘으로 되어 있는것이 더 바람직하지만, 소망에 따라 50중량% 이하의 내화충전제를 다른 내화물질로 사용할 수 있다. 지르콘 충전제와 함께 섞을 수 있는 다른 내화충전제에는 규사, 규토, 감람석, 석영, 샤모트(chamotte), 뮬라이트(mullite), 분쇄된 내화벽돌, 실리마나이트(sillimanite), 내화점토, 규소카바이드, 마그네사이트, 완전히 구운 백운석, 반토, 고토, 용융규토 및 유리질 규토 등이 포함된다.

내화충전제의 입자의 크기는 중요하다. 내화충전제의 모든 입자는 2.0mm 미만인 것이 좋고, 더 바람직 하기는 0.5mm 미만의 체로 쳐내는 것이 좋다. 먼지와 같은 내화충전제 물질은 너무 많이 포함되지 않는것이 바람직하며, 그 이유는 먼지 같은 물질이 너무 많으면 발열반응을 방해하기 때문이다.

그러나, 이러한 먼지 같은 내화충전제의 존재는 보상할 수 있으며, 그 방법은 본 발명의 테르미트 조성물을 제조할때, 알루미늄 등용이한 피산화성 금속의 산화철에 대한 비율을 증가시키고, 또한 존재하는 강산화제의 양을 증가시키는 것이다. 그러나, 피산화성 금속 및 강산화제의 양을 모두 증가시키면, 조성물이 점화될때 연기를 생성하는 경향이 생기며, 이것은 물론 현실적으로 바람직하지 못한 것이다.

본 발명의 또 한가지의 특징은 금속괴 주형의 정반을 수리하는 방법을 제공하는 것이며, 이 방법에서는 정반의 침식된 부분에 본 발명의 테르미트 조성물을 놓고, 이 조성물을 점화하여 용융시킨 후에, 침식된 부분에서 응고 시키는 것이다.

본 발명의 조성물을 사용하여 금속괴 주형의 침식된 정반을 수리하면, 종래의 조성물 및 방법으로 수리하는 경우보다 수명이 훨씬 더 증가된다. 특히 수리된 부분을 형성하는 물질은 상당히 더 균일해지고 또한 테르미트 조성물이 연소하고 남은 물질은 금속괴 주형의 정반에 강하게 결합한다.

본 발명의 테르미트 조성물에 대한 개량성은 첨부 도면에서 볼 수 있다. 그림 1은 본 발명의 테르미트 조성물을 사용하여 만든 시험용 팻치의 반에 대한 사진이고, 그림 2는 본 발명의 테르미트 조성물을 사용하지 않고 만든 시험용 팻치의 반에 대한 사진이다. 사용된 조성물에 대한 자료는 아래에 나타나 있다. 각 팻치는 일정량의 조성물을 내화 상자속에서 점화 시킨후 냉각 시켜서 만들었다. 그림 1의 팻치가 그림 2의 팻치보다 훨씬 더 균일하다는 것이 명백히 나타나있다. 그림 2의 팻치에는 여러개의 내부 공동이 있으며 그 구조가 상당히 불균일하다. 내부 공동이 있으면, 주조시에 팻치와 응고금속괴가 서로 걸리게되고 따라서 금속괴를 주형으로부터 떼 내려고 할 때, 팻치가 저판으로 부터 떨어져 나오거나 그렇지 않으면 상당히 손상을 입게되는 것이다. 어느 경우에도, 팻치의 전체 또는 일부가 금속괴에 부착하려는 경향이 있으므로, 금속괴를 압연하기 이전에 이 팻치를 제거해야 한다.

다음 실시예는 본 발명을 구체적으로 보여 주기 위한 것이다. 본 발명의 테르미트 조성물에 대한 여러가지 실시예를 평가하기 위해서, 다음과 같은 표준화된 시험방법을 택했다.

조성물의 각각은 여러 성분을 주어진 중량비로 혼합하여 만들었고, 이러한 각 조성물의 일정량을, 20톤짜리 금속괴 주형의 정반에 생긴 길이 40~50cm, 깊이 20~50cm의 원추형 침식부분에 넣었다. 각각의 경우, 조성물은 침식된 부분이 저면의 윗 표면과 동일한 수준이 되도록 채웠고, 이 테르미트 조성물을 아세틸렌 버어너의 불꽃으로 점화 시켰다. 점화후에는 연소한 후 냉각 및 응고되게 했다. 연소하는 동안 발생하는 연기의 양은 눈으로 평가했다.

다음에 정반을 사용하여 작업을 했고, 이 정반이 다시 수리되기 까지의 주조의 횟수를 세었다. 각 조성물에 대하여 여러개의 정반을 갖고 시험을 했으며, 그 평균 주조횟수를 산정하였다.

[실시예 1-8]

시험한 조성물 및 시험 결과는 표 1에 표시되어 있다. 단위는 모두 중량부있다. 사용된 성분의 상세한 내용은 아래와 같다.

알루미늄 분-입자의 크기 0.15mm 미만

지르콘사-입자의 크기 2.0~0.1mm

지르콘본-입자의 크기 1.0mm 미만

뮬라이트-입자의 크기 2.0mm 미만

사용된 불화물은 형석이며, 경우에 따라 강산화제로서 질산 나트륨을 가했다.

[표 1]

[실시예 9-13]

다음의 구체적 제법은 특히 유용하고 더 바람직한 본 발명의 테르미트 조성물이다. 단위는 모두 중량부이다.

^*모두 0.25mm 미만이고 4중량%는 0.075mm 미만

^**합성 뮬라이트이며 모두 0.15mm 미만

이들 다섯가지 조성물은 모두, 금속괴 주형의 저판을 수리하는데 사용될 경우, 연기를 소량 또는 실질적으로 안 발생시키며 2~5분 내에 연소했다. 그림 1에 표시된 표본은 실시예 9의 방법으로 제조되었고, 그림 2에 표시된 표본은 실시예 9의 방법에서 28부의 지르콘을 28부의 분쇄된 내화벽돌로 대치하여 제조했다.

Claims (1)

1. 미립자의 피산화성 금속과 미립자의 산화철 그리고 그 전체 또는 일부가 지르콘으로 된 미립자의 내화충전제로 구성되며 상기 내화충전제는 피산화성금속 및 산화철 100중량부당 18 내지 50부의 비율로 존재함을 특징으로 하는 테르미트 조성물.

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