KR860000074B1 - 세라믹 주형용 내화물 골재 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

세라믹 주형용 내화물 골재

본 발명은 불연속 3피이크(peak)형의 조성을 갖는 세라믹 주형용 내화물 골재에 관한 것으로, 여기서 불연속 3피이크 형의 조성이라 함은 대립, 중립 및 미립의 2개의 입도 범위가 불연속적으로 분포된 조성을 말한다.

세라믹 주형은 일반적으로 내화물 골재에 가수분해한 에틸실리케이트 점결제 및 탄산암모늄, 암모니아수, 아민류등의 경화제를 배합하여 유동성 슬러리 상태로 만들어서 모형상에 흘려부어 경화시킨 다음 형발하여 급속히 가열함으로써 표면에 미세한 균을 얻어서 치수의 안정을 기하고 통기도 및 내열 충격성을 개선하는 것으로, 이러한 목적에 이용되고 있는 종래의 내화물 골재는 공격을 이루는 조립과 주형의 표면을 깨끗하게 하고 정밀한 복사성을 부여하기 위한 미립(분말)의 불연속 2피이크형으로 구성되어 있다(정밀주조법, 123-124, 1973. 일본 주물협회 정밀주조부회편, 일간공업신문사 발행 참조). 그러나, 이러한 불연속 2피이크형의 내화물은 점결제의 소비량이 많고, 또한 부피가 크고 예각 부위가 많은 주형에서는 안쪽 모서리부분에서 조대한 균열이 발생하는 경향이 있어 제품의 치수 정도를 떨어뜨리게되는 예가 많고, 또한, 세라믹층에 보강(back-up)제를 대지 않는 경우에는 주형의 강도가 약해 형발, 합형, 운반등의 작업시 주형이 손상되어 생산성이 떨어지는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 결점을 제거함으로써 주형의 강도를 향상시키며, 점결제의 소비량을 극소화할 수 있는 경제적이면서도 생산성이 높은 세라믹 주형용 내화물 골재를 제조하기 위한 것으로, 본 발명자는 이와같은 목적을 달성하기 위해서는 소성시 열팽창에 의한 균열을 방지해야 하므로 선팽창 계수가 0.8%/1,000℃ 이하인 내화성 모래를 사용해야 하는데 이와 같은 모래에는 샤모트사, 지르콘사, 용융실리카등이 있으나, 본 발명에서는 그 중 손쉽게 구할 수 있는 샤모트사와 지르콘사를 사용하는 것이 경제적이다.

또한, 3피이크형 내화물 골재 주형의 제반성질을 손상시키지 않는 범위내에서 골재의 단위부피당 비표면적이 최소하여야 하며, 입자의 크기가 다른 두 종류의 구체(球體)를 혼합할 경우 큰 구체의 공간을 작은 구체가 메울 수 있기 위해서는 기하학적 형상상 입경비가 5 : 2 이상(2 screen 이상의 차)이어야 하고, 슬러리의 유동성을 저해하지 않는 범위내에서 첨가 가능한 최대 입자의 크기는 미국 주물인협회 입도지수(A.F.S.G.F.N.) 10-40이고, 이 보다 2스크린(2screen)이상 적은 입도는 100 (A.F.S.G.F.N.)이나 실제로 골재의 입형(粒形)은 구형이 아닌 각형인 경우가 많으므로 이와 같은 점을 고려하여시 험을 거듭한 결과 최밀 충전비가 미국주물인 협회 입도지수(A.F.S.G.F.N.) 10-40의 대립 14-23%, 미국주물인 협회 입도지수 100-140의 중립 21-24% 및 325메쉬 이하의 미립 53-65%임을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명 세라믹 주형용 내화물 골재는 선팽창계수 0.8%/1,000℃ 이하인 저팽창 내화성 모래를 사용하여 미국주물인협회 입도지수 10-40의 대립 14-23%, 미국주물인협회입도지수 100-140의 중립 21-24% 및 325메쉬 이하의 미립 53-65%로 조성되었으며, 여기에 사용되는 저팽창성 내화성 모래로서는 대립으로는 샤모트사, 중립으로는 지르콘사, 미립으로는 지르콘사 분말을 사용하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명 불연속 3피이크형의 내화물 골재는 조형시 골재의 최대충전 밀도를 높이며, 슬러리의 유동성을 크게하여 점결제의 소비량을 크게 감소시키며, 주형의 강도를 종래의 2피이크형 골재를 사용한 주형에 비하여 10배 이상 증가시킬 수 있는 장점이 있으며, 주형의 기타 제반성질은 기존방법과 같은 수준을 유지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 제작된 주형에 대하여 주조실험을 한 결과, 치수 및 표면정도가 매우 우수한 주조품을 얻을 수 있었다.

본 발명을 아래의 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

미국주물인협회입도지수(F.F.S.G.F.N.) 10-40 범위의 대립으로 샤모트사 19%, 100-140범위의 중립으로 지르콘사 23% 및 325매쉬 이하의 지르콘사분말 58%를 혼합기에서 4시간 이상 혼합한 세라믹 주형용 내화물 골재 750g에 대하여 에틸실리케이트(점결제 100cc 및 경화제로 탄산암모늄 1M 용액 5cc의 비로 혼합기에 투입, 2분간 교반시켜 슬러리를 제조하였다.

이 슬러리를 모형상에 3분 이내에 주입하여 경화시킨 후 형발하고 형발 즉시 가스버너로 약 10-15분간 가열하여 주형의 치수를 안정시킨다. 안정화 처리된 주형은 900℃에서 주형두께 2.5㎝ 당 1시간의 비율로 소성한 후 합형하여 주형의 제작을 원료하였다. 이와 같이 제작된 주형의 제반 특성을 시험하여, 기존의 주형 및 본원과는 입도별 배합비를 달리한 즉, 미국주물인협회 입도지수 10-40의 샤모트 : 100-140의 지르콘사 : 325메쉬 이하인 지르콘사 분말을 1 : 1 : 1 : 1로 배합한 주형과 비교한 결과는 표 1과 같다.

[표 1]

기존배합과 본 발명 배합 내화물의 주형 특성비교

표 1에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명의 배합비에 의해 제작된 주형은 조형상의 제반특성을 기존방법과 같은 정도로 유지하면서도 기존의 2피이크형 내화물 배합형에 비해 결점제의 소비량이 적고(동일량의 점결제로보다 많은 슬러리 제조가능) 주형의 강도는 10배이상 증가하였는데 이 값은 세라믹층에 보강(back-up)제를 대지 않고도 주형을 제작할 수 있는 충분한 값이며 주형으로서의 적정 강도를 고려하면 점결제의 농도를 더욱 희석시킬 수 있으므로 점결제의 소비량을 극소화할 수 있어서 아주 경제적인 방법이 될 수 있음을 알았다.

한편, 이와 같이 제조된 본 발명에 의한 주형을 사용하여 회주철주물(GC 25)을 주조한 결과 표 2에서 보는 바와 같이 치수 및 표면정도가 매우 우수한 주조품을 얻을 수 있었다.

[표 2]

본 발명 배합비 내화물을 이용한 세라믹 주조품의 품질

Claims (1)

1. 선팽창계수 0.8%/1,000℃이하의 저팽창성 내화물 모태로 미국주물인협회 입도지수 10-40 대립 14-32%와 미국주물인협회 입도지수 100-140 중립 21-24% 및 325메쉬 이하의 미립 53-65%로 조성된 세라믹 주형용 내화물 골재.