KR880000911B1 - Filtration block for liquid & alloyo coith a mechanical & physical-chemical effect - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용융금속, 특히 알루미늄, 알루미늄을 모재로 하는 합금, 마그네슘, 마그네슘을 모재로 하는 합금용의, 기계적 및 물리-화학적 효과를 가진 여과블록에 관한 것이다.The present invention relates to filtration blocks with mechanical and physico-chemical effects for molten metals, in particular aluminum, alloys based on aluminum, magnesium, alloys based on magnesium.
주물주조와, 판, 빌렛 또는 강괴의 반 연속주조 및 연속 구조를 함에 있어서는 결함이 없는 완전한 부품을 생산하기 위하여 불순물과 주조성을 해지는 개재물을 제거시키게끔 금속을 처리하는 것이 필요하게 되는데, 이들처리 작업에는 여과와 같은 단순한 기계적 처리 또는 금속을 용제에 접촉시키는것과 같은 물리-화학적 처리가 있다.In casting and semi-continuous casting and continuous construction of plates, billets or ingots, it is necessary to treat metals to remove impurities and cast-invasive inclusions in order to produce flawless parts. These include simple mechanical treatments such as filtration or physico-chemical treatments such as contacting a metal with a solvent.
사실상 처리작업에는 기계적인 여과공전과, 대부분의 경우 하나 또는 그 이상의 용융알칼리 금속과 알칼리토금속 할로겐화합물로 구성된 용제에 의한 세척공정이 있는데, 여기서 세척공정은 개재물은 습윤(wetting)시켜 드로스(dross)의 형태로의 결합을 용이하게 하여준다.In fact, the treatment involves mechanical filtration and, in most cases, cleaning with solvents consisting of one or more molten alkali metals and alkaline earth metal halides, where the cleaning process is dross (wetting) the inclusions. It facilitates the combination in the form of).
금속에 의해서는 습윤되어지지 않고 용제에 의해 습윤되는 개재물은 액체금속과 액체용제간의 접촉면에 도달하여 그 접촉면에서 액체 용제로 함입되게 되고, 그에 따라 세척 작업중에 용융금속으로 부터 제거되게 된다.Inclusions that are not wetted by the metal but wetted by the solvent reach the contact surface between the liquid metal and the liquid solvent and are incorporated into the liquid solvent at the contact surface, thereby being removed from the molten metal during the cleaning operation.
많은 특허가 용제에 의한 금속세척과 다공질 물질을 통해 용융금속을 여과하는 장치 및 방법에 대하여 설명하고 있는데, 일례로 미합중국 특허 제2,863,558호, 제3,006,473호, 제3,010,712호, 제3,025,155호, 제3,039,864호, 제3,821,238호, 제3,737,305호, 영국특허 제 1,266,500호, 프랑스공화국 특허 제2,061,246호, 프랑스공화국 특허 제1,254,899호 및 제1,258,674호, 영국특허 제 1,148,344호, 미합중국 특허 제3,277,547호, 그리고 최근에 액체 알루미늄을 여과하기 위한 다공질의 세라믹 물질에 대해 설명하고 있는 미합중국 특허 제3,893,917호, 제3,962,081호, 제3,947,363호, 제4,075,303호 등을 들 수 있다.Many patents describe metallurgical cleaning with solvents and apparatus and methods for filtering molten metal through porous materials, for example US Pat. Nos. 2,863,558, 3,006,473, 3,010,712, 3,025,155, 3,039,864. , 3,821,238, 3,737,305, British Patent 1,266,500, French Patent 2,061,246, French Patents 1,254,899 and 1,258,674, British Patent 1,148,344, United States Patent 3,277,547, and recently liquid aluminum US Pat. Nos. 3,893,917, 3,962,081, 3,947,363, 4,075,303, and the like, which describe porous ceramic materials for filtration.
상기한 특허에 기재된 바와 같은 장치와 방법들은 오랜동안 만족스럽게 사용되어 왔으나, 오늘날 항공산업에서는 포장용으로 얇은 스트립, 얇은 시이트 및 가는 와이어(wire)를 필요로 하게 되었고, 그에 따라 가벼운 합금과 금속의 반제품의 생산분야에서는 자연 상기 합금과 금속의 품질 개선을 위해 끊임없이 노력하게 되었고, 분석적인 방법에 의한 정련결과 지금까지 무시되어 왔던 미시적인 개재물이 특정한 기계적 성질에 해를 줄뿐만 아니라 합금의 공정성분(eutectic constiuents)의 용융점 근처에서 행하는 열처리에도 해를 주고 있다는 것을 알게 되었다.The devices and methods as described in the above patents have long been satisfactorily used, but today the aviation industry requires thin strips, thin sheets and thin wires for packaging, thus making light alloys and metal semifinished products. In the field of production of natural alloys, there is a constant effort to improve the quality of the alloys and metals, and the microscopic inclusions that have been neglected until now by analytical refining not only damage specific mechanical properties, but also eutectic It has also been found that the heat treatment near the melting point of the constiuents is also harmful.
따라서, 본 발명은 종래보다 금속의 청정도를 높게할 수 있는 용융금속용의 여과블록을 제공하는 것으로,Accordingly, the present invention is to provide a filtration block for molten metal that can make the cleanliness of the metal higher than before,
본 발명의 이러한 목적은 최소한 외부가 활성 무기 화합물로 형성되고 여과시킬 금속보다 높은 용융점을 갖고 있는 블록형성 성분을 소결에 의해 미소다공성 구조로 형성시켜서된 기계적 및 물리-화학적 효과를 가진 여과블록을 제공함으로써, 달성되게 된다.It is an object of the present invention to provide a filtration block having a mechanical and physico-chemical effect formed by forming a microporous structure by sintering a block forming component having at least an outer melting point formed of an active inorganic compound and having a higher melting point than the metal to be filtered. By doing so.
본문에 기재되는 용어중,Among the terms described in the text,
"여과시킬 금속"이란 본 발명의 여과블록에 의해 여과 처리시킬 금속 또는 합금을 의미하며,"Metal to be filtered" means a metal or alloy to be filtered by the filtration block of the present invention,
"활성 무기 화합물"이란 처리시킬 금속에 존재하는 여러 불순물 및 개재물에 대해 물리-화학적인 효과를 내는 용제로서 작용하는 금속염 혼합물을 의미하는 것으로, 이러한 활성 무기 작용에 의해서 여과되는 금속으로 부터 불순물 및 개재물이 제거되게 되며,"Active inorganic compound" means a mixture of metal salts that acts as a solvent that exerts a physico-chemical effect on the various impurities and inclusions present in the metal to be treated and means impurities and inclusions from the metal filtered by this active inorganic action. Will be removed,
"괴상화"한 상기 활성 무기화합물을 여과온도에서 기계적으로 안정성을 유지하는 미소 다공성 구조로 형성시키기 위한 방법을 의미하는 것으로, 본 발명의 실시예에 있어서는 소결 방법을 이용하고 있꼬, " 블록 형성 성분"이란 그의 형태에 관계없이 괴상화에 의해 여과블록을 형성하게 되는것을 의미하는 것으로, 이 성분의 형태는 규칙적인 기하학적 형태의 입자, 결정체, 불균일하게 분쇄된 입자, 긴 형태의 입자 및 침상의 입자, 작은 봉 또는 막대, 원형 또는 다른 단면의 섬유체의 형태로 될수 있다."Agglomeration" means a method for forming the active inorganic compound in a microporous structure that maintains mechanical stability at the filtration temperature, in the embodiment of the present invention is used a sintering method, "block forming component "Refers to the formation of a filtration block by agglomeration, regardless of its shape, the shape of this component being regular geometric particles, crystals, unevenly ground particles, elongated particles and needle-like particles. , Small rods or rods, in the form of fibrous bodies of circular or other cross-section.
본 발명은 단일의 여과블록에, 여과블록을 통과할 수 없는 크기의 개재물 및 다른 이질 성분을 보유시키는 것을 가능하게 해주는 단순한 기계적인 여과작용과, 용융금속과의 접촉면에서 개재물의 제거를 가능하게 해주는 용제로서 작용하는 활성 무기 화함물에 의해 제공되는 물리-화학적 청정작용을 동시에 갖게한 것이다.The present invention provides a simple mechanical filtration that enables to retain inclusions and other foreign components of a size that cannot pass through a filtration block in a single filtration block, and allows removal of the inclusions in contact with molten metal. At the same time, it has a physico-chemical clean action provided by an active inorganic compound that acts as a solvent.
본 출원인은 소정의 조건하에서 용제의 작용에 의한 물리-화학적 청정 효과를 적어도 액체용재와 마찬가지로 입자형태의 고제용제에 의해서도 얻어질 수 있고, 그러한 효과를 얻게할 수 있는 조건으로서는 고체용제 입자와 처리할 용융금속간의 접촉면적을 크게하면 된다는 것을 알았다. 또한, 출원인은 소결등에 의해 고체용제 성분을 괴상화 시킬수 있고, 그에 의해 성분들 사이에 꾸불꾸불한 통로를 형성하는 미소다공성 구조를 형성시킬 수 있게 됨으므로써 개재물을 기계적으로 여과시킬 수 있을뿐만 아니라, 통로가 꾸불꾸불하게 된것에 의해 액체 금속과의 접촉면적이 크게됨으로써, 물리-화학작인 청정을 가능하게 할 수 있다는 것을 알았다. 또한, 본 출원인은 무기불화물, 특히 알카리 및 알카리토 금속불화물, 그리고 마그네슘 및 일루미늄의 불화물이 괴상화 시키는데 적합하고 처리할 금속 및 합금의 용융 온도보다 높은 용융점을 갖는 용제로서 적합하다는 것을 알았다.The present applicant can obtain the physico-chemical cleaning effect by the action of the solvent under the predetermined conditions, at least as well as the solid solvent in the form of particles as well as the liquid solvent, and the conditions which can obtain such effects are to be treated with the solid solvent particles. It was found that the contact area between molten metals should be increased. In addition, the applicant can massify the solid solvent component by sintering or the like, thereby forming a microporous structure that forms a sinuous passage between the components, thereby not only mechanically filtering the inclusions. It has been found that the corridor of the passage increases the contact area with the liquid metal, thereby enabling the physical-chemical clean. Applicants have also found that inorganic fluorides, in particular alkali and alkaline metal fluorides, and fluorides of magnesium and aluminum are suitable for bulking and are suitable as solvents having a melting point higher than the melting temperature of the metals and alloys to be treated.
이론적으로는 나트륨염을 사용하는 것도 가능하지만, 이러한 염을 알류미늄 및 대부분의 합금을 처리하는데 사용하는 경우는 나트륨이 여과되는 금속에 침입하게 되는 우려가 있으므로, 알루미늄 및 알루미늄 합금을 처리하는 데에는 사용치 않아야 한다. 특히 나트륨염이 규소를 다량 함유하는 Al-Mg 및 Al-Si 합금에 아주 미소한 농도로 함유되는 경우에도 그러한 합금에 나쁜 영향을 미치게 된다는 것은 주지된 것이다.Theoretically, sodium salts can be used. However, when these salts are used to treat aluminum and most alloys, sodium may penetrate into the filtered metal. Should not. It is well known that sodium salts have a particularly bad effect on such alloys even when they are contained in very small concentrations in Al-Mg and Al-Si alloys containing large amounts of silicon.
상기한 불화물들의 가능한 혼합물 중에서도, 바람직하게 800℃이상의 용융점을 갖는 2원성, 3원성, 또는 4원성까지의 혼합물이 적합하게 사용될 수 있다.Among the possible mixtures of the above fluorides, mixtures up to binary, tertiary or quaternary, preferably having a melting point of at least 800 ° C., may suitably be used.
그에대한 일례로, 다음의 조성물을 들 수 있는데, 물론 이러한 조성물로만 국한되는 것은 아니다.As an example thereof, the following composition may be mentioned, but it is of course not limited to such a composition.
또한, 본 발명에 따른 여과블록을 형성하는 성분의 성질 및 형태도 아주 다양할 수 있다.In addition, the nature and form of the components forming the filtration block according to the invention can also vary widely.
즉, 이러한 블록형성 성분은 전체를 활성 무기화합물에 의해 형성시키게 하여 균질성의 것으로 하거나, 불활성기질에 황성 무기화합물을 피복시켜 형성하거나 아니면 다공성 불활성 기질에 활성 무기화합물을 침투시키게 하여 불균질성의 것으로 할 수 있을 것이다. 단일체로 형성되는 여과블록은 동일성질(균질성 또는 불균질성)을 갖는 블록형성 성분 또는 서로 다른 성질을 갖는 블록형성 성분들의 혼합불로 구성되게 된다.That is, such block forming components may be formed homogeneously by forming the whole with an active inorganic compound, or may be formed by coating sulfuric inorganic compounds on an inert substrate or inhomogeneous by infiltrating an active inorganic compound with a porous inert substrate. There will be. The filtration block formed in a single body is composed of a block forming component having homogeneity (homogeneity or heterogeneity) or a mixture of block forming components having different properties.
상기한 불화성 기질은 처리할 금속과 반응하지 않는 무기화합물에서 선택할 수 있는 것으로, 일례로 전기용융된 알루미나 코링돈(corindon), 전기 용융된 알루미나-지르코니아 화합물(지르코니아를 함유하는 코린돈), 그리고 다른 실리코-알루미늄 제품 및 탄화규소등을 들 수 있다.The above-mentioned incompatible substrate may be selected from inorganic compounds that do not react with the metal to be treated, for example, electromelted alumina coringdon, electromelted alumina-zirconia compound (corindon containing zirconia), and Other silico-aluminum products and silicon carbide.
또한 흑연 또는 소정의 코우크스와 같은 탄소질의 물질도 사용할 수 있다. 또한, 붕소 또는 규소의 질화물 또는 산화질화물과 같은 다른 화합물도 사용할 수 있으나, 가격이 비싸기 때문에 널리 사용되지 않고 있다.Carbonaceous materials such as graphite or certain coke can also be used. In addition, other compounds such as nitrides or oxynitrides of boron or silicon may also be used but are not widely used because of their high cost.
블록 형성 성분의 형태와 크기는 또 본 발명의 효과를 이루게 하기 위한 중요한 인자로서, 블록형성 성분의 형태는 여과 블록 활성 표면적과 통로의 형태를 결정해 주게 되는데, 구형의 입자를 사용할때 최소가 되는 활성 표면적은 볼 또는 다른 간단한 기하학적 형태의 것을 분쇄시켜서 형성한 평판 또는 침상의 입자를 사용함에 의해 증가시킬 수 있다.The shape and size of the block forming component is also an important factor for achieving the effect of the present invention. The shape of the block forming component determines the filtration block active surface area and the shape of the passage, which is minimal when using spherical particles. The active surface area can be increased by using flat or needle-shaped particles formed by grinding balls or other simple geometrical shapes.
조그만 봉 또는 막대기, 또는 길이와 평균직경 간의 비가 5-200정도가 되는 가늘고 긴 섬유 형태의 것을 블록형성 성분으로 사용하게 되면, 펠트(felt)형 구조의 여과블록을 형성하는 것이 가능한데, 이러한 펠-형의 구조에 있어서는 통로의 형태가 꾸불꾸불하게 되어있고, 형성된 구멍의 밀도 즉, 기공율이 아주크고, 활성표면적이 아주크다는 점에서 큰 효과를 제공해 준다.Small rods or rods, or those of elongated fibers in which the ratio between length and average diameter is in the range of about 5 to 200, can be used as a block-forming component to form a felt-type filter block. The structure of the mold provides a great effect in that the shape of the passage is serpentine, the density of the formed holes, that is, the porosity is very large, and the active surface area is very large.
불균질성의 블록 형성성분은 일례로 알루미나와 같은 안정성 화합물을 고온분해 또는 승화 가능한 화합물과 함께 괴상화 시켜, 그러한 고온의 괴상화, 또는 소결시 상기 승화가능한 화함물을 제거시킨뒤, 용융 활성 무기 화합물을 침입시키게 함으로써 제조할 수 있다.The heterogeneous block forming component, for example, by agglomerating a stable compound such as alumina with a high temperature decomposition or sublimable compound to remove the sublimable compound during such high temperature agglomeration or sintering, It can be manufactured by making it invade.
상기와 마찬가지로, 균질성의 블록 형성 성분도 괴상화시 가열, 증발 또는 열분해에 제거되어질 수 있는 혼합물에 활성화 무기산 혼합물에 의해 제조되어질 수 있다. 블록 형성 성분의 크기와 입자의 분포도는 여과블록의 다공성과 투과성, 즉 시간당의 여과능력을 결정해 주는 인자의 하나이다.As above, homogeneous block forming components can also be prepared by activating inorganic acid mixtures in a mixture that can be removed by heating, evaporation or pyrolysis upon agglomeration. The size of the block forming component and the particle distribution are one of the factors that determine the porosity and permeability of the filter block, that is, the filtration capacity per hour.
일례로 두께가 40mm 이고 입자크기가 4-8mm 인 본 발명의 여과블록에 있어서는 약 750℃의 액체 알루미늄을 시간당 12kg/cm2으로 여과할 수 있는 능력을 가지고 있었고, 그때의 액체 알루미늄의 압력 강화는 10-20mm 정도였다. 그러한 여과블록의 기공율은 약 40%이다.For example, in the filtration block of the present invention having a thickness of 40 mm and a particle size of 4-8 mm, it had the ability to filter liquid aluminum at about 750 ° C. at 12 kg / cm 2 per hour. It was about 10-20 mm. The porosity of such filtration blocks is about 40%.
만약 괴상화에 의해 산업적으로 요구되는 높은 여과 속도를 얻을 수 있도록 충분한 투과성을 제공할 수만 있다면, 수십 마이크로미터 정도로 매우 작은 블록 형성성분을 사용하는 것도 가능하다.It is also possible to use very small block forming components, such as tens of micrometers, as long as they can provide sufficient permeability to achieve the high filtration rates industrially required by bulking.
직경 1mm, 길이15mm 인 작은 봉 또는 막대기의 형태를 갖는 블록형성성분을 괴상화 시키게 되면, 기공율이 80-90%에 달하는 펠트와 같은 구조가 형성되어, 750℃의 액체알루미늄에 대한 여과능력은 두께 50mm인 경우 1시간 동안 약 25kg/cm2이 된다.When the block-forming component in the form of a small rod or rod having a diameter of 1 mm and a length of 15 mm is agglomerated, a felt-like structure having a porosity of 80-90% is formed, and the filtration capacity of the liquid aluminum at 750 ° C is thick. 50 mm is about 25 kg / cm 2 for 1 hour.
본 발명에 따른 여과블록은 블록형성 성분을 괴상화시킴에 의해 사용목적에 따라 적합한 형태와 크기로 형성되게 되어, 단순한 형태의 판으로 부터 비교적 복잡한 형태의 판, 실린더, 튜우브, 도가니, 플러그 또는 노즐의 형태를 가질 수 있는 것으로, 래들상부에 또는 주형의 입구에 설치되게 된다. 여과블록이 주형의 입구에 설치되는 경우는 오염 가능성이 발생되지 않는 위치에서 성형바로 직전에 금속을 최종 처리하는것이 되고, 따라서 과거에는 실현될 수 없었을 정도의 양질의 주조제품을 얻을 수 있게 된다.The filtration block according to the present invention is formed by agglomerating block forming components into a suitable shape and size according to the purpose of use, so that a plate, a cylinder, a tub, a crucible, a plug, or a plug of a relatively complex form can be formed from a simple plate. It may have the form of a nozzle, and is installed on the ladle or at the inlet of the mold. When the filtration block is installed at the inlet of the mold, the final processing of the metal is performed immediately before the molding bar at the position where the possibility of contamination does not occur, thus obtaining a high quality cast product that could not be realized in the past.
여과블록의 제조공정은 블록형성 성분을 구성하는 입자의 성질에 따라서 다양한 방식으로 수행되어질 것이다.The manufacturing process of the filter block may be performed in various ways depending on the nature of the particles constituting the block forming component.
그러한 고정의 일례로서, 활성 무기 화합물을 용융시킨후에, 그 용융화합물을 수 mm두께의 얇은 판으로 주조하여, 그것을 분쇄시킨 후에 바람직한 크기로 체질함에 의하여 블록형성 성분의 입도를 조절하고, 그런다음, 블록 형성 성분을 주형에 주입하여, 활성화 무기산 혼합물의 융점보다 다소 낮은 온도까지 건조 분위기하에서 가열한 다음 소결한다.As an example of such fixation, after the active inorganic compound is melted, the molten compound is cast into a thin plate of a few mm thickness, pulverized and sieved to a desired size to adjust the particle size of the block forming component, and then The block forming component is injected into the mold, heated in a dry atmosphere to a temperature slightly below the melting point of the activated inorganic acid mixture and then sintered.
이때 소결공정은 압력을 가함이 없이 행하도록 한다. 물론 온도 및 공정시간의 감소를 위해서 소결공정시 적당한 압력을 가할 수도 있다. 일반적으로 소결에 의한 괴상화는 활성 무기화합물의 융점보다 낮은 5-150℃의 온도에서 불꽃과의 접촉을 피하면서 5분 내지 한, 두시간의 기간동안 건조 분위기에서 행하여질 수 있다.At this time, the sintering process is performed without applying pressure. Of course, in order to reduce the temperature and processing time, an appropriate pressure may be applied during the sintering process. In general, the agglomeration by sintering can be carried out in a dry atmosphere for a period of 5 minutes to one to two hours while avoiding contact with the flame at a temperature of 5-150 ° C. lower than the melting point of the active inorganic compound.
그결과, 형성되는 미소 다공성 구조는 기계적으로 매우 안정하며 저항성을 가지게 된다.As a result, the microporous structure formed is mechanically very stable and resistant.
제조공정의 다른 예로서, 무기 화합물의 혼합물을 압분화 또는 펠릿화하고, 그에 의해 압분된 제품 또는 펠릿을 분쇄한후, 체질에 의해 적당한 입도의 블록 형성성분을 만들어, 이 성분을 괴상화 시킬 수도 있다.As another example of the manufacturing process, the mixture of inorganic compounds may be compacted or pelletized, and the compacted product or pellets are pulverized, followed by sieving to form a block-forming component having an appropriate particle size, and then bulking the component. have.
작은 봉 또는 가늘고 긴 섬유 형태의 블록 형성성분의 경우는 다른 방식에 의해 제조할 수도 있는데, 예를 들어 바람직한 직경으로 조정된 다수의 오리피스를 가진 흑연 다이를 통하여 용융활성 무기 화합물을 중력에 의해 주조한 후, 급속히 냉각시키거나, 아니면 미세한 결정 또는 분말의 형태로된 활성무기 화합물과, 괴상화시와 같은 고온조건하에서 증발 또는 열분해에 의해 제거되어질 수 있는 결합재에 의해 형성된 페이스트(paste)를 다이를 통하여 인발 시키는 것에 의해 제조할 수 있다. 후자의 경우, 얻어진 제품의 미소 다공성의 구조를 가진 섬유 또는 봉으로 되어있게 된다.Block-forming components in the form of small rods or elongated fibers may be prepared by other means, for example by gravity casting molten-active inorganic compounds through a graphite die having a plurality of orifices adjusted to the desired diameter. After that, a die is formed by means of a die which is formed by an active inorganic compound which is rapidly cooled or in the form of fine crystals or powder and a binder which can be removed by evaporation or pyrolysis under high temperature conditions such as when agglomerated. It can manufacture by drawing. In the latter case, the resulting product is made of fibers or rods with a microporous structure.
불균질성의 블록 형성성분이 사용되는 경우에는 그 성분이 다공성이냐 아니냐에 따라 여러가지 제조방식을 사용할 수 있는데, 일반적인 방법은 예를 들어 블록 형성 성분을 용융 상태의 활성 무기 화합물에 침지시키는것 등에 의해 블록 형성성분에 활성 무기화합물을 코팅 또는 침투시킨 후, 냉각시켜 분쇄시킨 후, 제질에 의해 입도를 조절한 후 소결시키는 단계로 구성되어 있다.When a heterogeneous block forming component is used, various manufacturing methods can be used depending on whether the component is porous or not, and a general method is to form a block by immersing the block forming component in an active inorganic compound in a molten state, for example. After coating or penetrating the active inorganic compound into the components, it is cooled and pulverized, and then sintered after controlling the particle size by filtration.
최초의 물질이 충분한 다공성을 가진 구조를 만들기 위해 수십 마이크로미터에서 1-2mm 까지의 매우 작은 크기의 입자형태인 활성무기 화합물로 한 경우에는 괴상화시와 같은 고온 조건하에서 제거시킬 수 있는 예를들어 캠퍼(camphor), 나프탈렌, 헥사크롤로에탄(hexa chloroethane)과 같은 승화될수 있는 유기화합물, 또는 폴리에틸렌 또는 폴리우레탄과 같은 열분해 가능한 결합제와의 예비 혼합물을 제조할 수 있도록 주지의 방식에 따라 조작하는 것도 가능하다.If the first material is an active inorganic compound in the form of very small particles ranging from tens of micrometers to 1-2 mm in order to create a structure with sufficient porosity, for example, it can be removed under high temperature conditions such as when agglomerated. Manipulating in a known manner to produce preliminary mixtures with sublimable organic compounds such as camphor, naphthalene, hexachloroethane, or thermally degradable binders such as polyethylene or polyurethane It is possible.
또 다른 제조 방식으로서, 먼서 주지의 방식에 의해 미소 다공성 구조로 된 불활성 물질을 준비하고, 그 불활성 물질 구조에 활성 무기화합물을 침투시키는 것을 들 수 있다. 예를들어, 알루미나의 입자를 소결에 의해 괴상화시켜 미소다공성 구조로 만든후, 이 미소다공성 구조를 용융 활성 무기화합물의 욕에 침지시킴에 의해 상기 미소 다공성 구조에 활성 무기화합물을 침투시키고, 그 뒤에 진동, 흡수, 원심분리등에 의해 과다한양의 활성 무기화합물을 제거시키도록 한다. 또한, 주지의 방법에 의해 예를들어 팽창된 폴리 우레탄 포움과 같이 열에 의해 제거 또는 파괴시킬 수 있는 유기질 물질의 형태로 된 스폰지형 블록 형성 성분을 준비하여, 이 성분을 활성 무기화합물과 수성 또는 비수용성의 용제 또는 분산제로 구성된 슬롭(slop)에 침지시킴에 의해 침투를 이루게 하고, 그 뒤에 가열건조를 행하여 폴리우레탄 포움의 파괴와 동시에 활성 무기화합물의 괴상화를 이루게 할 수도 있다.As another production method, an inert material having a microporous structure is prepared by a known method first, and an active inorganic compound is infiltrated into the inert material structure. For example, the particles of alumina are agglomerated by sintering to form a microporous structure, and the microporous structure is immersed in a bath of molten active inorganic compound to infiltrate the active inorganic compound into the microporous structure, and The excess amount of active inorganic compound is then removed by vibration, absorption and centrifugation. In addition, a sponge-like block forming component in the form of an organic substance which can be removed or destroyed by heat such as, for example, expanded polyurethane foam by a known method is prepared, and the component is prepared by using an active inorganic compound and an aqueous or non- It can be made to penetrate by immersing in a slop composed of a water-soluble solvent or dispersant, and then heat-dried to form a bulk of the active inorganic compound at the same time as destroying the polyurethane foam.
다공성의 세라믹 구조를 형성하기 위해 사용되어진 이방법은 특히 미합중국 특허 제 3,090,094호 와 제 3,097,930호에 자세히 설명되어 있다.This method used to form porous ceramic structures is described in detail in US Pat. Nos. 3,090,094 and 3,097,930, in particular.
다음의 실시예는 본 발명에 따른 여과 블록의 제조방법에 관한 것으로, 그러한 실시예로만 본 발명이 국한되는 것은 아니다.The following examples relate to a method for producing a filter block according to the present invention, and the present invention is not limited to such examples.
[실시예 1]Example 1
NaF250중량%, CaF250중량%로 구성된 2원성 혼합물을 약 1000℃의 온도에서 용융시켜, 용융된 혼합물을 두께 5mm의 판으로 주조한 다음 냉각시킨후, 상기 판을 분쇄하여 분쇄된 입자를 체질에 의해 4-8mm의 입도로 조절하였다. 그런다음 조절된 입자에 LiF 2중량%를 첨가하여 오랜시간 동안 잘 혼합시켰다. 그 혼합물은 두께 40mm, 직경 190mm의 원판 형태를 갖는 주형에 주입하여 진동에 의해 압분시킨 후, 950℃의 온도에서 20분 동안 유지시켜 소결시켰다.The binary mixture consisting of 50% by weight of NaF 2 and 50% by weight of CaF 2 is melted at a temperature of about 1000 ° C., the molten mixture is cast into a 5 mm thick plate and then cooled, followed by crushing the plate to pulverized particles. Was adjusted to a particle size of 4-8 mm by sieving. Then, 2% by weight of LiF was added to the adjusted particles and mixed well for a long time. The mixture was injected into a mold having a disc shape having a thickness of 40 mm and a diameter of 190 mm, pressed by vibration, and then sintered by holding at a temperature of 950 ° C. for 20 minutes.
냉각후, 얻어진 제품은 약 40%의 기공율을 갖는 원판형으로서, 약 750℃에서 1시간당 용융알루미늄을 3.6t씩 여과시킬 수 있는 능력을 가지고 있으며, 그때 액체 알루미늄의 압력 강화는 약 15mm 였다.After cooling, the product obtained was disc-shaped with a porosity of about 40%, and had the ability to filter 3.6 t of molten aluminum per hour at about 750 ° C., at which time the pressure strengthening of the liquid aluminum was about 15 mm.
[실시예 2]Example 2
MgF249중량%, CaF249중량%, LiF 2중량%로 구성된 3원성 혼합물을 약 1000℃의 온도에서 용융시켜, 실시예 1과 동일하게 처리하여, 입자는 5-8mm의 입도를 가지게 하고, 주형은 200×200×40mm크기로 하였고, 소결작업은 930℃에서 35분 동안 유지시킴에 의해 행하였다.Ternary mixture consisting of 49% by weight of MgF 2, 49% by weight of CaF 2 , and 2% by weight of LiF was melted at a temperature of about 1000 ° C. and treated in the same manner as in Example 1, so that the particles had a particle size of 5-8 mm. The mold was 200 × 200 × 40 mm in size, and the sintering was carried out by holding at 930 ° C. for 35 minutes.
그 결과 얻어진 여과블록은 40%의 기공율과 약 750℃에서 1시간당 용융 알류미늄을 5t씩 여과시킬 수 있는 능력을 가지게 되었다.The resulting filtration block had a porosity of 40% and the ability to filter 5t of molten aluminum per hour at about 750 ° C.
[실시예 3]Example 3
소위 "타블러(tabular)"알루미나로 불리우고 입도가 5-6mm인 알루미나를 CaF249중량%, MgF249중량%, LiF 2중량%로 구성된 욕에 약 1050℃의 온도에서 30분간 침지시켰다. 그후 알루미나를 욕에서 꺼내어 탈수, 냉각, 분쇄시킨후 입도를 5-6mm로 조절하였다. 그리고 제품들은 실시예 2와 같은 조건하에서 소결 및 성형을 행하였다.So-called "tabular" alumina and 5-6 mm particle size alumina were immersed in a bath consisting of 49% by weight of CaF 2, 49% by weight of MgF 2 , and 2% by weight of LiF at a temperature of about 1050 ° C. for 30 minutes. After that, the alumina was removed from the bath, dehydrated, cooled, and ground, and then the particle size was adjusted to 5-6 mm. The products were then sintered and molded under the same conditions as in Example 2.
그 결과 얻어진 제품은 40%의 기공율과, 약750℃에서 1시간당 4.6t의 용융 알루미늄을 여과시키는 능력을 가지게 되었다.The resulting product had a porosity of 40% and the ability to filter 4.6t of molten aluminum per hour at about 750 ° C.
[실시예 4]Example 4
직경 1mm인 다수의 구멍을 가진 흑연다이를 통하여 MgF249중량%, CaF249중량%, LiF 2중량%로 구성된 용융 혼합물을 주조하여 단면이 1mm 이고, 길이가 8 내지 20mm인 작은 봉 또는 막대기를 급속히 냉각 하였다.A small rod or rod with a cross section of 1 mm and a length of 8 to 20 mm is cast by casting a molten mixture composed of 49% by weight of MgF 2, 49% by weight of CaF 2 , and 2% by weight of LiF through a graphite die having a plurality of holes having a diameter of 1 mm. Cooled rapidly.
그 뒤에 작은 로드를 200×200×40mm의 정사각형판 형태로 된 흑연 주형에 배치시킨후, 진동을 가하여 상기 로드들을 서로 엇갈기게 배치시킨후 920℃의 온도에서 30분간 소결시켜 괴상화 시켰다.Thereafter, a small rod was placed in a graphite mold in the form of a square plate of 200 × 200 × 40 mm, and the rods were alternately placed by vibration to sinter for 30 minutes at a temperature of 920 ° C. to agglomerate.
그 결과 얻어진 제품은 85%의 기공율과, 약750℃에서 1시간당 용융 알루미늄을 10t씩 여과시키는 능력을 가지게 되었다.The resulting product had a porosity of 85% and the ability to filter molten aluminum by 10t per hour at about 750 ° C.
[실시예 5]Example 5
상기의 실시예와 동일하게 처리하여 얻은 두께 60mm 직경 40mm의 여과블록을 저압 주조기의 공급관의 상부에 위치시켰다. 상기 여과 블록에 사용된 활성무기화합물은 B4F285중량%, MgF213중량%, CaF22중량%로 구성된 3원성 혼합물로서, A-S7G 합금(7%의 실리콘과 0.9%의 마그네슘을 함유하는 알루미늄을 모재로한 합금)을 처리시킨 결과, 아주 양호한 여과가 이루어졌다.A filtration block having a thickness of 60 mm and a diameter of 40 mm obtained by treating in the same manner as in the above embodiment was placed on top of the supply pipe of the low pressure casting machine. The active inorganic compound used in the filter block is a ternary mixture composed of 85 wt% B 4 F 2 , 13 wt% MgF 2 , and 2 wt% CaF 2 , with an A-S7G alloy (7% silicon and 0.9% magnesium). When the alloy containing aluminum as a base material) was processed, very good filtration was achieved.
본 발명에 따른 여과블록은 사용자의 요구에 부합할 수 있는 고순도의 알루미늄, 마그네슘의 합그을 제조하는 것을 가능하게 해주는 것이다.The filtration block according to the present invention makes it possible to produce a high purity aluminum, magnesium joints that can meet the needs of the user.
또 본 발명에 따른 여과블록은 융점이 납, 주석, 아연, 구리 또는 그들의 합금과 같은 활성 무기화합물의 융점과 일치할수 있는 다른 금속 또는 합금의 처리를 가능하게 해주었다. 필요하다면 활성 무기화합물의 조성은 붕산염 또는 탄산염과 같은 다른 물질을 첨가함에 의해 조절되어질 수 있다.In addition, the filtration block according to the present invention enables the treatment of other metals or alloys whose melting points can match the melting points of active inorganic compounds such as lead, tin, zinc, copper or their alloys. If necessary, the composition of the active inorganic compound can be adjusted by adding other substances such as borate or carbonate.
또한, 본 발명의 여과블록은 매우 높은 기계적 강도와 응집력을 가지고 있는 것으로서, 오랜동안 계속적으로 사용한 결과, 파열 또는 손실 또는 파괴가 응집된 입자나 어떤 부분에서도 발견되지 않았다.In addition, the filtration block of the present invention has very high mechanical strength and cohesion, and as a result of continuous use, no rupture or loss or destruction was found in the aggregated particles or any part thereof.
사용하기전에, 블록은 직접적으로 불꽃과 접촉시키게 함이 없이 여과시킬 금속의 온도와 비슷한 온도까지 예열시키는 것이 반드시 필요하다. 작업이 중단될 경우에는 냉각시킨후, 다시 블록을 재가열시키는 방법으로 작업을 재개하여야 한다.Prior to use, the block must be preheated to a temperature comparable to that of the metal to be filtered without directly contacting the flame. If work is interrupted, work must be resumed by cooling and then reheating the block.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019800000137A KR880000911B1 (en) | 1980-01-15 | 1980-01-15 | Filtration block for liquid & alloyo coith a mechanical & physical-chemical effect |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019800000137A KR880000911B1 (en) | 1980-01-15 | 1980-01-15 | Filtration block for liquid & alloyo coith a mechanical & physical-chemical effect |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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KR830001703A KR830001703A (en) | 1983-05-18 |
KR880000911B1 true KR880000911B1 (en) | 1988-05-31 |
Family
ID=19215202
Family Applications (1)
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KR1019800000137A KR880000911B1 (en) | 1980-01-15 | 1980-01-15 | Filtration block for liquid & alloyo coith a mechanical & physical-chemical effect |
Country Status (1)
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KR (1) | KR880000911B1 (en) |
-
1980
- 1980-01-15 KR KR1019800000137A patent/KR880000911B1/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR830001703A (en) | 1983-05-18 |
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