KR970005373B1 - 금속 주물의 열처리 방법 및 장치와 주물을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

금속 주물의 열처리 방법 및 장치와 주물을 제조하는 방법

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따라서 금속 주물을 열처리, 담금질 및 시효시키는 장치의 제1실시예의 평면도이다.

제2도는 제1도 장치의 열처리로의 측면 절개도(cut-away view)이다.

제3도는 제2도의 열처리로의 단부 절개도이다.

제4도는 제1도 장치의 담금질 조의 측면 절개도이다.

제5도는 제1도 장치의 시효 오븐의 단부 절개도이다.

제6도는 본 발명에 따라서 금속 주물을 열처리, 담금질 및 시효시키는 장치의 변형예의 측면 절개도이다.

[발명의 상세한 설명]

관련 출원과의 교차 참조

본 출원은 미합중국 특허 출원 제07/415,135호의 일부 계속 출원이다.

[기술 분야]

본 발명은 일반적으로 중공 금속 주물의 열처리 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 샌드 코어의 제거 및 재사용을 위한 샌드 코어 재료의 회수를 위해 마련되는 샌드 코어를 구비하는 금속 주물을 열처리하는 향상된 방법 및 장치에 관한 것이다.

[본 발명의 배경]

실린더 헤드, 엔진 블럭 등과 같은 중공 금속 주물을 제조하는 방법 및 장치는 공지되어 있다. 종래 기술의 알루미늄 주물 제조 공정은 통상적으로 주형의 내벽 상에 형성된 블럭의 외관을 갖는 플라스크형(flask-type) 주철 주형을 이용한다. 주물사와 유기 결합제의 혼합물로부터 예비 성형되며 외부 표면에 의하여 형성된 주물의 내부 형상을 구비한 샌드 코어가 주형 내에 배치된다. 그 다음 상기 주형에 용융 알루미늄 합금이 충전된다.

상기 알루미늄 합금이 응고된 후 주물을 주형으로부터 이탈시킨다. 열처리되지 않은 알루미늄 합금은 기대하는 것보다 더 연성이거나 또는 덜 강하기 때문에 금속을 강화 또는 경화시키기 위해 주물을 열처리하는 것이 종종 필요하다. 종래의 제조 공정에 따르면 주물을 열처리하기 전에 주물의 내부로부터 주물사를 제거한다. 작업자는 공압 끌로 가공물 내부의 주물사를 파낸다. 그 다음 주물을 셰이크아웃(shakeout) 시스템의 진동 테이블 안에 집어 넣어서 주물을 요동시켜서 주물사를 다시 더 파쇄시켜 주물 내부로부터 주물사를 제거한다. 주물사가 제거되면 주물을 고온으로 가열해서 주물을 담금질하는 종래의 방식대로 주물을 열처리한다. 선택적으로 상기 주물을 낮은 온도에서 또 다시 가열하여 알루미늄을 시효시킬 수 있다.

그 다음, 후속하는 재사용을 위하여 주물의 내부로부터 제거되는 주물사를 회수하는 것이 필요한 경우 주물사를 처리하는 또 다른 단계가 행해진다. 주물을 치즐링(chiseling) 및 셰이킹(shaking)시켜서 제거한 주물사는 주물사 연소 유니트로 보내어서 결합체를 연소시킨다.

종래 기술의 알루미늄 합금 주물 제조 공정은 많은 단점을 가지고 있다. 치즐링 및 셰이킹하여서 주물의 내부로부터 주물사를 제거하는 단계는 이 당시의 비경화 알루미늄 합금에 드물지 않게 손상을 주거나 또는 흠집을 낸다. 또한 요동공정은 수동으로 수행되어야 하고 이에 따라 노동 집약적으로 제조 공정의 비용이 증가한다. 또한 재사용을 위하여 주물사를 회수하는 데 핀요한 추가의 단계는 시간을 소모하게 되며 추가의 노동 및 장치 비용을 필요로 하게 된다. 주물사 회수 공정은 비용이 들며 결합제 폐기물의 처리에 관한 어떤 환경 문제를 제기한다.

금속 제품을 사형 주조하는 종래의 방법 및 장치와 관련된 일부 단점들을 극복하려는 노력이 있었다. 그 일례가 미합중국 특허 제4,411,709호에 개시되어 있는데, 알루미늄 합금 주물을 제조하는 방법은 용융 알루미늄 합금을 주물사와 유기 수지 결합제로 형성된 샌드 코어를 안에 구비하는 주형에 주입하는 것을 포함한다. 상기 알루미늄 합금이 응고된 후 주물을 요동 또는 진동시켜서 코어를 파쇄시키면 코어를 형성시키는데 사용된 주물사의 약 절반이 주물로주터 용이하게 제거될 수 있다. 후속해서 주물을 가열해서 샌드 코어 잔부의 유기 수지 결합제를 연소시킨다. 이에 따라 상기 주물사는 결합이 해제되어 잔류 주물사의 약 80%(총 코어 주물사의 약 40%)가 중력에 의해 주물로부터 떨어져 나간다. 그 후에 주물을 수조에서 담금질시키고 물이 주물을 통과 유동하게 하여 주물 내의 잔류 주물사를 제거한다.

상기 미합중국 특허 제4,411,709호에 개시된 방법은 주물로부터 샌드 코어를 진동시키는 공정을 제거함으로써 종래 기술에 비해 어떤 이점을 제공하지만, 열처리 전에 주물을 셰이킹하거나 요동시키는 데 필요한 요건이 제거되지 않으며, 후속한 재사용을 위하여 주물사를 회수하는 데 필요한 추가의 공정 단계가 제거되지 않는 단점이 여전히 남아 있다. 상기 특허는 또한 금속의 경도를 증가시키기 위한 시효 경화 공정을 포함하고 있지 않다. 또한 상기 미합중국 특허 제4,411,709호에 개시된 방법은 주물로부터 주물사를 제거하는 데에는 중력에 의존하기 때문에 결합제가 연소된 후에 주물사는 평면 및 상향으로 오목한 표면에 남아 있게된다.

[본 발명의 요약]

이하에서 알 수 있게 되는 바와 같이 본 발명은 종래 기술의 주로 공정과 관련된 상기 및 기타 단점을 극복한다. 일반적으로 말해서, 본 발명은 샌드 코어의 제거 및 재사용을 위한 샌드 코어 재료의 회수를 위해 제공되는 샌드 코어를 갖는 금속 주물을 열처리하는 향상된 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 방법 및 장치는 열처리 전에 주물을 치즐링 또는 셰이킹시킬 필요가 없게 하므로 이 단계와 관련된 손상 가능성이 배제된다. 또한 본 발명은 주물사를 깨끗한 상태로 회수한다.

보다 상세하게 설명하면, 본 발명은 결합제로 결합시킨 주물사를 포함하는 샌드 코어를 구비한 금속 주물을 열처리하는 장치를 포함한다. 열처리로는 안에 주물을 수납하는 가공실을 포함한다. 가열 수단은, 주물과 그 샌드 코어가 샌드코어의 결합제를 연소시키기에 충분한 온도까지 가열되도록 가공실을 가열한다. 이에 따라 결합제가 연소되어 샌드 코어의 주물사만 남긴다. 상기 장치는 또한 주물로부터 주물사의 일부를 제거시키기 위하여 공기 유동을 주물 위로 향하게 하는 공기 유동 수단을 포함한다. 가공실 내에 배치된 일례로 스크린과 같은 수단은 결합제가 연소되기 전에 주물로부터 제거되는 샌드 코어 부분을 유지시킨다. 주물로부터 제거되는 주물사를 수집하는 수단이 상기 열처리로와 작동 가능하게 결합된다. 이렇게 수집된 주물사는 결합제 물질이 없으므로 재사용하기에 적합하다.

다른 태양에 있어서, 본 발명의 장치는 가열된 주물이 안에 침지되는 물을 담고 있는 담금질 조를 포함한다. 상기 담금질 조는 주물 내에 남아 있는 주물사를 제거하는 위하여 물을 교반시키는 교반 수단을 포함한다. 상기 담금질 조와 작동 가능하게 결합된 수집 수단은 상기 담금질 조로부터 떨어져 나온 주물사 및 물의 일부분을 제거하고 상기 주물사로부터 대부분의 물을 분리시킨다.

본 발명의 또 다른 태양은 결합제에 의하여 결합된 주물사를 포함하는 샌드 코어를 구비한 금속 주물을 열처리하는 방법을 포함한다. 안에 샌드 코어를 구비하는 주물은 샌드 코어의 결합제를 연소시키기에 충분한 온도까지 가열된다. 이에 따라서 상기 결합제는 연소되어서 샌드코어의 주물사 만을 남긴다. 그 다음 주물로부터 주물사의 일부를 제거하도록 공기 유동을 상기 주물 위로 향하게 한다. 결합제 물질이 연소되기 전에 상기 주물로부터 제거되는 샌드 코어 재료의 덩어리는 노 내에 포착 및 유지되어 결합제 물질이 연소되게 된다. 그 다음 상기 주물로부터 제거된 주물사가 수집되고, 이렇게 수집된 주물사는 결합제 물질이 없게 되어 재사용하기에 적합한다.

따라서 본 발명의 목적은 금속 주물을 열처리하는 향상된 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 금속 주물로부터 샌드 코어를 제거하는 향상된 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 주물을 손상시키는 위험을 최소화하면서 금속 주물로부터 샌드 코어를 제거하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래의 방법 및 장치보다 노동력이 적게 들며 저렴한, 금속 주물로부터 샌드코어를 제거하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 코어 재료를 재사용하기에 적합한 상태로 회수할 수 있고 이에 따라 회수된 주물사를 추가로 가공할 필요가 없는, 주물로부터 샌드 코어를 제거하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 기타 목적, 특징 및 장점은 도면 및 첨부된 특허 청구의 범위와 관련하여 다음의 명세서 내용을 숙지하면 명확해질 것이다.

[개시된 실시예의 상세한 설명]

도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 부재를 나타내고 있는 도면을 참조하면, 제1도는 본 발명에 따른 금속 주물의 열처리 및 시효 장치(10)을 도시하고 있다. 개시된 실시예에서, 금속 주물은 종래의 방법으로 알루미늄 합금으로 주조된 실린더 헤드이다. 주조 공정은 본 기술 분야에서 숙련된 자들에게는 공지되었으며 본 발명의 부분에는 포함되지 않는다. 따라서 주조 공정에 대해서는 간략하게만 설명하겠다.

상기 주조 공정은 실린더 헤드의 외관이 내부면에 형성된 플라스크형 주철 주형을 이용한다. 주물사와 적당한 결합제 물질을 포함하며 주물의 내부 모양을 한정하는 샌드 코어가 상기 주형 안에 배치된다. 적용예에 따르는 결합제는 페놀수지 결합제, 페놀 우레탄 냉각 박스(cold box) 결합제, 또는 기타 적당한 유기결합제 물질을 포함한다. 그 다음 주형에 용융 알루미늄 합금으로 채운다. 상기 합금이 응고되면 상기 주형으로부터 주물을 이탈시켜서 열처리 및 시효시킬 준비를 한다.

상기 열처리 및 시효 장치는 열처리로(11), 담금질 조(12), 및 시효 오븐(13)을 포함한다. 개시된 실시예에서 상기 3가지 구성 요소는 U자형으로 놓이는데, 상기 열처리로(11)는 U자의 한쪽 다리 부분에 포함되며, 담금질 조(12)는 U자의 바닥부에 포함되며, 시효 오븐(13)은 U자의 다른 쪽 다리 부분에 포함된다. 그러나 공간 제한으로 언급하자면 직선 형상 또는 L자형 배열과 같은 기타 다른 형상을 채택할 수 있다.

제2도 및 제3도를 참고하면, 열처리로(11)는 그 안에 가공실(15)을 한정한다. 열처리로(11)는 여러가지 다른 구역(16)을 포함하는데, 이것들의 본질과 목적은 이하에서 명확하게 될 것이다. 본 실시예에서는 열처리로는 8개의 구역(16A∼16H)을 포함한다. 그러나 구역(16)의 수는 중요하지 않으므로 별도의 적용례가 필요한 경우에는 상기 구역의 수 보다 많거나 적게 나눌 수도 있다.

열처리로(11)의 각 구역 내에는 한 쌍의 버너(18)가 수직 측벽(19)에 장착되고 반대방향으로 점화되도록 대각선으로 배치되어서 열처리로의 가공실(16)을 가열한다. 상기 버너(18)는 여러가지 다른 제조 회사로부터 상용으로 구입 가능한 종래의 중간 속도 조절식 공기 버너이다. 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 각 버너(18)는 천연 가스를 버너로 공급하는 연료 도관(20)을 포함한다. 공기 덕트(22)에 의해 버너와 연결되는 연소 공기 주입기(21)는 연소 공기를 버너에 공급한다. 긍기 덕트(22) 안에 위치된 버터플라이 밸브(23)는 버너(18)에 공급되는 공기 체적을 제어하도록 조정 가능하다.

버너(18)는 열처리로(11)의 가공실(15)을 약 454.4 내지 537.8℃(850 내지 1000。F)의 온도로 가열하도록 설계된다. 본 실시예에서는 상기 가공실(15)은 약 526.7℃(980。F)까지 가열된다. 제1구역(16A) 및 제4내지 제8구역(16D∼16H)용의 버터 플라이 밸브(23)는 그 각각의 버너(18)에 10∼13%의 산소를 도입시키도록 조정된다. 제2 및 제3구역(16B,16C)용의 버터플라이 밸브(23)는 그 각각의 버너에 13∼17%의 산소를 도입시키도록 조정된다. 여러가지 구역(16)에 공급되는 산소의 양을 조절하는 기능 및 목적은 이하에서 설명한다.

열처리로(11)는 가열 구역(16)의 상류측에 배치된 예열실(24)을 더 포함한다. 가열 구역(16)으로부터 나온 배기가스는 예열실(24)을 통하여 보내어져서 상기 예열실을 약 260 내지 371.1℃(500 내지 700。F)의 온도까지 예열한다. 버너 보다는 폐기 가스를 이용하여 예열실(24)을 가열시킴으로써 상당한 에너지 절약이 이루어진다. 열처리로(11)는 그 상단부(26)에 인입 도어(25)를 구비하며 그 하단부(28)에 배출 도어(27)를 구비한다. 또 다른 도어(29)는 예열실(24)을 가열 구역(16)으로부터 분리시킨다. 열처리로의 벽을 통한 열의 손실을 막기 위하여 세라믹 섬유 절연체(30)층이 열처리로 외벽(31)의 바로 안쪽에 배치된다. 금속 라이너(32)는 세라믹 섬유 절연체의 내측에 배치된다. 금속 라이너(32)의 목적은 이하에서 자세히 설명하기는 하지만, 비산 모래의 연마 효과로부터 상기 절연체(30)를 보호하기 위한 것이다.

열처리로(11)의 가공실(15) 내에는 가공물을 열처리로를 통하여 화살표(38)로 표시된 진향 방향으로 지지 및 이송시키기 위한 복수의 피동 롤러(36)를 포함하는 롤러 허스(roller hearth:34)가 있다. 롤러 허스(34)와 롤러(36)를 구동시키는 구동 기구는 본 기술 분야에서 숙련된 자들이 알고 있는 종래의 설계이다. 열처리로(11)의 입구 및 출구 위치의 롤러 허스(34)는 가공물을 열처리로 안으로 및 밖으로 신속히 보내기 위한 고속 클러치 작동 롤러를 포함한다. 또한 가공물을 예열실(24)로부터 열처리로의 가열 구역(16) 안으로 보내는 롤러 허스(34) 부분도 또한 고속 클러치 작동 롤러를 포함한다. 열처리로(11) 내에 배치된 롤러 허스(34)의 주요 부분은 일정 속도로 구동된다.

주물을 열처리로(11) 안에 용이하게 장입시키고 열처리로를 용이하게 통과 이동시키기 위해 주물을 바스켓(40) 안에 적재시키면 열처리로를 통과 이송되도록 롤러 허스(34) 상에 적재된다. 본 실시예에서 각각의 바스켓(40)은 40 내지 50개의 가공물을 수용한다. 바스켓(40)은 개방 구조로 되어 있어서 가공물로부터 주물사가 자유롭게 바스켓 밖으로 떨어져 나와 제거되게 한다. 가공물로부터 주물사를 용이하게 제거하기 위하여 바람직하게는 가공물을 바스켓(40) 안에서 기울어지게 놓으면 주물사가 보다 용이하게 떨어져 나간다.

롤러 허스(34)에 대해서 더 설명하면, 가공물을 열처리로(11)를 통과 이송시키는 롤러 허스의 속도는 장치(10)의 제조 용량의 함수이다. 따라서 열처리로(11)가 매 35분 마다 새로운 가공물 바스켓을 수용해야 하는 본 실시예에서는 상기 롤러 허스(34)는 이전의 가공물 바스켓을 35분 이내에 다음의 가공물 가스켓을 열처리로 안으로 도입시킬 수 있기에 적어도 충분한 거리 만큼 이송시켜야 한다. 본 실시에에서는 바스켓의 크기 및 장치의 제조 요건에 따라서 롤러 허스(34)는 가공물을 약 182.9cm/hr(6ft/hr)의 속도로 열처리로를 통과 이송시킨다.

롤러허스(34)의 소정 속도와, 정지 시간 즉, 가공물이 열처리로(11)의 가공실(15) 안에 노출되는 시간은 열처리로의 길이 함수라는 것을 본 기술 분야에서 숙련된 자들은 알 수 있을 것이다. 182.9cm/hr(6ft/hr)로 이동하는 롤러 허스(34)에 대하여 가공물을 6시간 열처리 하는 것이 필요한 경우 열처리로(11)는 적어도 1097.3cm(36ft)의 길이에 바스켓(40) 하나의 길이와 도어 단부 간극 공간을 더한 길이가 되어야 한다.

각 구역의 수직 중심선에서 축류 팬(44)이 열처리로(11)의 상부(45)에 장착된다. 상기 팬은 914.4 내지 1524m/min(3000 내지 5000ft/min)의 공기 유동을 제공하도록 해당 구역 내에서 공기를 유동시킨다. 열처리로(11)의 첫번째 5개 구역(16A∼16E)에서 상기 팬(44)은 그 공기 유동을 덕트(46)에 의해 가공실(15) 안으로 하향 이송시킨다. 제6구역(16F)에서 상기 공기 유동은(도시되지 않은) 측류 도관에 의해 가공물 위로 수평으로 이송된다. 제7구역(16G)에서 팬(44)은 공기를 가공실(15)을 통하여 상향으로 흡인한다. 제8구역(16H)에서 팬(44)은 다시 한번 더 그 공기 유동을 첫번째 5개 구역(16A∼16E)과 동일한 방식으로 덕트(46)에 의해 가공실(15) 안으로 하향 이송시킨다. 여러 구역(16) 내에서 공기 유동 형태가 변동하는 이유에 대해서는 다음에서 보다 상세하게 설명한다.

롤러 허스(34) 아래의 열처리로(11) 안에는 주물로부터 가공실 내에 떨어지는 주물사를 수집하기 위한 복수 개의 스테인레스강 홈통(50)이 배치된다. 홈통(50)의 내벽은 매끄러우며 수평에 대해 45°각도로 배치된다. 상기 내벽은 주물사가 걸림이 없이 홈통(50)의 바닥으로 가라앉도록 충분히 기울어져 있다. 젖은 주물사를 처리하기 위한 종래의 홈통은 통상적으로 60°만금 크게 기울어진 홈통을 구비하고 있지만, 열처리로(11) 내의 홈통(50)은 아주 건조한 주물사만을 처리하므로 45°보다 더 작게 경사진 벽이라도 주물사가 홈통을 막히게 하는 일이 없이 주물사를 수집할 수 있음을 알 수 있다.

6.4mm(1/4 인치) 스크린(52)이 롤러 허스(34) 아래에 그리고 첫번째 3개의 구역(16A∼16C) 각각의 홈통(50) 위에 위치한다. 스크린(52)은 주물로부터 분리되는 6.4mm(1/4 인치)보다 큰 입자를 길러내어서 이들 조대 입자가 홈통(50)을 통과하지 못하게 한다. 코어를 서로 융접시키는 궤놀 수지 결합제가 완전히 연소되기 전에 가공물로부터 떨어져 나오는 코어 재료의 어떤 덩어리는 스크린(52) 상에 유지될 것이다. 스크린(52) 상에 수집된 코어 재료 덩어리는 결합제가 연소되어서 덩어리가 분해될 때까지 열처리로(11) 내의 열과 산소 부양 유동 공기에 지속적으로 노출된다. 상기 덩어리가 6.4mm(1/4 인치) 보다 작은 크기로까지 분해되면 주물사는 스크린(52)을 통하여 떨어지다.

주물로부터 떨어져 나온 플래싱(flashing)이 미세한 스크린을 메우므로 6.4mm(1/4 인치)보다 작은 크기의 스크린은 실용적이지 못하다는 것을 알았다. 또한 필요에 따라 스크린(52)은 모든 구역(16A∼16H)의 홈통(50)을 가로질러 위치되지만, 첫번째 3개의 구역(16A∼16C) 내에는 주물로부터 떨어져 나오는 코어 재료의 덩어리가 상당히 크게 되는 위험이 발생한다는 것을 알았다. 따라서 본 실시예에서는 구역(16A∼16C)의 홈통 위에만 스크린을 설치하며, 나머지 구역(16D∼16H)의 홈통 위에는 스크린이 필요 없는 것으로 간주되었다.

본 실시예에는 홈통(50) 위와 스크린(52) 아래에 배치된 복수 개의 역 V자형 배플(53)을 더 포함한다. 상기 스크린(52)을 통과하는 주물사는 상기 배플(53)과 충돌하여 배플의 경사 측면 아래로 굴러 떨어진다. 따라서 잔류하는 주물사의 어떤 작은 덩어리라도 홈통(50) 안으로 떨어지기 전에 더 파쇄된다. 본 실시예에서 배플(53)은 그 하단부에 배플에 구조적 강성을 제공하는 뒤집혀진 플랜지를 구비하며 또한 홈통(50) 안으로 떨어지기 전에 주물사 입자를 충돌시키는 또 다른 표면을 포함한다.

제3도에 도시된 덕트(46)에 대해 보다 상세히 언급하자면, 상기 도관은 하단부(55)에서 종결되는 수직벽(54)을 포함한다. 상기 덕트(46)의 하단부(55)와 롤러 허스(34) 사이에는 소폭의 간극(56)이 형성된다. 상기 간극(56)의 크기는 롤러 허스(34) 위에 공기 유동 복귀 통로를 마련하지 않도록 긴밀하게 조절된다. 대신에 공기 유동은 롤러(36)들 사이에서 강제되어서 덕트(46)의 수직 벽(54) 밖으로 상향으로 복귀되기 전에 스코린(52)과가 배플(53) 위를 쓸어낸다. 이러한 공기 유동 형태의 중요성에 대해서는 아래에서 설명한다.

스크류 컨베이어 또는 오거(auger) (59)는 각 홈통(50)과 연결되며 각 홈통에 수집된 주물사를 제거하도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는 스크류 컨베이어(58)는 홈통(50)이 비어 있게 유지되도륵 주기적으로만 가동시킬 필요가 있다고 결정했다. 주물사의 대부분은 첫번째 3개의 가열 구역(16A∼16C)의 홈통 안에 수집되므로 상기 홈통과 결합된 오거(58)는 매 15분 주기가 끝날 때 2분 동안 가동된다. 나머지 스크류 컨베이어(58)들은 매 25분 주기가 끝날 때 2분 동안 가동된다. 모든 스크류 컨베이어(58)는 482.2℃(900。F) 정도로 고온인 재료를 손상 없이 수용할 수 있는 왕복형 강 베드를 포함하는 강으로 제조된 주물사 요동 컨베이어(59) 상에 비워낸다. 컨베이어(59)는 재생 주물사를 중앙 저장조(60)로 보내어 재생 대기시킨다.

제4도를 참조하면, 열처리로의 하류 단부에 담금질 조(12)가 있다. 담금질 조(12)의 용량을 일회에 침지되는 가공물의 크기 및 수와, 가공물을 포함하는 합금 비열과, 가공물이 가열된 온도의 함수이다. 바람직하기로는 상기 담금질 조(12)는 담금질 조 안으로 침지되는 단위 적재 가공물이 물의 온도를 4.6℃ 이하까지 상승시킬 정도의 충분한 물을 수용해야 한다. 본 실시예에서 상기 요건은 4000 갤런의 물 용량을 갖는 담금질 조(12)에 의하여 부합된다.

담금질 조(12)는 가공물 바스켓을 담금질 조에 침지시키기 위한 종래의 랙(62) 장치를 포함한다. 상기 랙(62)은 가공물을 랙 위로 끌어내기 위한 복수 개의 피동 롤러(64)를 구비한다. 가공물 바스켓은 랙이 제4도에서 실선으로 도시된 상승 위치에 있을 때 랙(62) 상에 적재된다. 이 지점에서 롤러 구동 기구는 맞물림이 해제되고, 위에 가공물을 구비하고 있는 랙(62)은 가공물 바스켓이 제4도에서 점선으로 도시된 최하부 위치에 도달할 때까지(도시되지 않은) 공압 실린더에 의해 담금질 조(12) 안으로 내려 놓는다. 담금질 조(12)는 완전 자동이고 열처리로 배출 도어(27)가 열리기 시작한 후에 10초 내에 적재물이 완전히 잠기도록 구성된다. 담금질 조(12)는 물을 적당한 담금질 온도까지 예열하며, 각 사이클 이후에 예비 담금질 온도로 복귀시키는 냉각 판(66)을 포함한다. 상기 담금질 조(12)에는 또한 담금질 조 내에서 물을 교반시키기 위한 2엽 교반기(68) 및 이송 베인이 설치된다. 가공물이 약 8분 동안 침지된 후 공압 실린더가 작동되어 랙을 상승시켜서 가공물을 담금질 조(12) 밖으로 들어올린다. 본 기술 분야에서 숙련된 자들이 알 수 있는 바와 같이 담금질 조(12)의 상기 형상은 종래 기술이다.

상기 종래 기술의 특징 이외에 담금질 조(12)는 담금질 공정 중에 가공물로부터 떨어져 나오는 주물사를 회수하기 위한 어떤 다른 특징을 포함한다. 담금질 조(12)는 주물로부터 떨어져 나와서 물 밖으로 가라앉는 이떤 주물사도 홈통의 바닥에 수집되도록 하는 홈통(72)이 그 바닥부에 포함된다. 방수 스크류 오거(74)가 홈통(72)의 바닥 내에 배치되고, 상기 오거는 유지 영역(76)과 연결된다. 2중 격막 슬러리 펌프(78)는 물질을 유지 영역(76)의 바닥 밖으로 끌어내어서 진동 주물사 건조기(80)로 이송하도록 작동한다. 진동 주물사건조기(80)는 종래 기술의 설계이므로 도면에는 단지 간략하게 도시되어 있다. 주물사 건조기(80)는 물은 스크린을 통과하게 하지만 150메시 이상의 입자는 통과하지 못하게 하는 진동 회전식 150메시 스크린을 포함한다. 스크린 구멍 부분을 통과하지 못할 정도로 큰 입자는 상기 주물사 컨베이어(59) 상에서 흔들어 없앤다. 상기 스크린을 통과하는 물은 스크린 아래의 수집기 안에 떨어진다. 결국 수집기는 30갤런을 수용하는 탱크와 유체가 소통되게 연결되는데, 담금질 조(12) 안으로 주기적으로 비워진다.

담금질 조(12)로부터 제거된 가공물은 주물의 경도를 증가시키기 위해 급속 경화용 시효 오븐(13) 안으로 도입된다. 상기 시효 오븐은 종래의 설계이므로 간략하게만 설명한다. 제5도를 참고하면 본 실시예의 시효오븐(13)은 4개 구역 오븐이며 가공실(85)을 포함한다. 시효 오븐(13)은 오븐 외벽(86), 세라믹 섬유로 된 절연 블랭킷(88) 및 금속 라이너(90)를 포함한다. 시효 오븐(13)의 종방향 중앙선을 따라서 위치된 팬(92)은 오븐의 가공실(85) 전체에 가열 공기를 순환시킨다. 가공물을 가공실(85)을 통과 이동시키기 위해 시효오븐(13)은 가공물을 오븐을 통과 이송시키는 롤러 허스(94)를 포함한다. 열처리로(11)의 롤러 허스(34)의 경우와 마찬가지로 가공물을 시효 오븐(13) 안으로 및 밖으로 이송하는 롤러 허스(94)의 부분은 고속 클러치 작동 롤러를 포함한다. 시효 오븐(13) 내에 배치된 롤러 허스(94)의 주요부는 가공물을 일정 속도로 이송시킨다. 열처리로(11)의 롤러 허스(34)의 속도에 대해서 앞에서 설명한 바와 같이 롤러 허스(94)의 최저속도는 장치(10)의 제조 요건에 의하여 결정된다. 따라서 주어진 제한 요소가 롤러 허스(94)의 최소 소정속도에 의하여 부과될 때 시효 오븐(13) 내의 가공물의 최대 정체 시간은 오븐의 길이의 함수이다. 본 실시예에서는 시효 기간이 최대 20시간으로 긴 오븐이 바람직하지만 주물에 사용된 함금과 주물의 필요 특성에 따르면 정체 시간은 약 4시간이다.

시효 오븐(13)은 오븐의 내부를 가열시키는 다수의 버너(96)를 포함한다. 본 실시예에서 버너(96)는 오븐의 내부를 232.2℃±15℃(450。F(±5。F)의 온도까지 가열시킨다. 그러나 시효되는 합금 및 필요 경도에 따라서 오븐 내의 온도는 121.1℃ 내지 260℃(250 내지 500。F)의 범위이다.

시효오븐(13)은 그 하부에 위치된 일련의 홈통(98)을 포함한다. 그러나 열처리 및 담금질 단계 중에 대다수의 주물사가 제거되므로 시효 오븐(13) 안으로 도입될 때의 가공물 상에 남아 있는 주물사의 양은 대개가 최소이다. 아주 적은 주물사가 시효 오븐(13) 내에서 떨어져 나가므로 주물사를 자동으로 수집해서 중앙 재생 위치로 이송시키기 위한 것을 마련하지 않는다. 대신에 홈통(98)은 오븐의 정해진 보수 유지 중에 비교적 긴 간격으로 비워진다.

장치(10)의 작동에 대해서 설명한다. 주물의 용융 울루미늄 합금이 응고되면 상기 주물을 그 가각의 주형으로부터 이탈시켜서 어느 한 바스켓(40) 안으로 보낸다. 각 바스켓(40)은 40 내지 50개의 가공물을 수용할 정도로 충분히 크며 이미 언급한 바와 같이 주물사가 자유롭게 통과하여 빠져나갈 수 있도록 개방 구조로 되어 있다 가공물의 캐비티로부터 주물사의 제거를 더 용이하게 하기 위해서는 주물사가 가공물 밖으로 보다 쉽게 떨어져 나오도록 가공물을 바스켓(40) 안에서 경사지게 하는 것이 유리하다.

가공물의 바스켓(40)은 열처리로(11)의 상단부(26)의 롤러 허스(34) 위에 배치된다. 열처리로(11)의 인입도어(25)가 개방되면 고속 클러치 작동 롤러가 가공물 바스켓(40)을 예열실(40)로 보낸다. 열처리로(11)로부터 나온 배기 가스는 예열실(24)을 통하여 보내어져서 가공물을 약 193.3℃(380。F)의 온도까지 가열한다.

가공물은, 이전의 바스켓이 열처리로를 통하여 충분히 이동되어서 또 다른 바스켓이 도입되게 될 때까지 예열실(24) 안에서 노출된다. 따라서 본 실시예에 가공물은 약 35분 동안 예열실에 잠겨 있게 된다. 이전의 바스켓이 열처리로 안으로 충분히 멀리 이동되어서 또 다른 바스켓이 도입되게 되면 예열실(24)과 가공실(15)사이의 도어(29)가 개방되고 고속 클러치 작동 롤러가 바스켓(40)을 가공실 안으로 보낸다.

버너(18)를 점화시키는 천연 가스는 열처리로(11)의 내부를 약 526.7℃(980。F)의 온도까지 가열시킨다. 이 온도는 주물을 열처리하는 데 충분할 뿐만 아너라 코어 주물사를 서로 융접시킨 유기 결합제를 연소시키기에도 충분하다. 따라서 주물이 열처리로(11)의 가공실 내에서 가열될 때 샌드 코어 재료의 결합제가 연소된다. 결합제가 연소되면 코어를 포함하는 주물사는 결합이 풀린다. 상기 주물사는 상기 주물로부터 중력과 팬(44)에 의해 생성된 노 내의 914.4 내지 1524m/min(3000 내지 5000ft/min)의 공기 유동에 의해 떨어져 나온다.

이미 설명한 바와 같이 8개 구역(16)의 제2 및 제3구역(l6B, 16C)에는 13 내지 17%의 산소가 제공되고, 나머지 구역(16A,16D∼16H)에는 10 내지 13%의 산소가 제공된다. 상기 연소는 제2 및 제3구역에서 대부분 발생하고, 제1구역(16A)에서 주물과 코어는 526.7℃(980。F)의 연소 온도까지 가열되고, 나머지 구역(16D∼16H)에서 연소가 실질적으로 완료됨을 알았다. 또한 대부분의 연소가 일어나는 상기 구역에서 유기 결합제 물질의 연소는 약 4 내지 5%의 산소를 소모한다는 것도 알았다. 따라서 구역(16B∼16C)의 버너(18)는, 결합제 물질의 연소에 의하여 소모된 산소를 보상해서 연소 공정을 용이하게 하기 위하여 다른 구역보다 약 4 내지 5% 더 많은 산소를 제공하도록 조정된다. 그러나 나머지 구역(16A,16D∼16F)에서는 버너(18)는 구역(16B,16C)에 의해 요구되는 양을 초과하는 공기량을 제공하도록 조정되지는 않는다. 가열되어야 하는 초과량의 공기가 없으므로 연소가 작게 발생하는 상기 구역에서는 버너는 보다 많은 체적의 공기가 열처리로의 전 영역에 제공되는 경우 보다 효율적으로 작동할 수 있다.

가공물과 이 가공물 내의 샌드 코어는 약 1시간의 과정 전체에 걸쳐 526.7℃(980。F)의 온도로 가열된다.

가공물이 526.7℃(980。F)의 침지 온도에 도달한 후데 상기 가공물은 추가의 5시간 동안 노 내에 유지되는데, 총 6시간 동안 노 내에서 노출된다. 다른 적용예에서 사용되는 합금 및 필요한 금속 특성에 따라 침지 시간은 12시간으로 길어지거나 또는 4시간으로 짧아질 수 있다.

가공물이 첫번째 5개 구역(16A∼16E)을 통과하여 이송될 때, 하향으로 보내어지는 난류 공기 유동을 받는다. 가공물이 제6구역(16F) 안을 통과할 때 측류 도관은 상기 공기 유동을 가공물 위로 수평으로 다시 보낸다. 그 다음 가공물이 열처리로(11)의 제7구역(16G) 안을 통과할 때, 상기 가공물은 가공실(15)을 통하여 통기를 상향으로 흡인하는 팬(44) 각각에 의하여 유발된 상향으로 보내어지는 난류 공기 유동을 받는다. 끝으로, 가공물이 제8구역(16H)을 통과할 때 가공물은 다시 하향으로 보내지는 공기 유동에 노출된다. 이렇게 연속하는 하향, 측방, 상향 및 하향 난류 공기 유동은 가공물로부터 주물사를 약 85%로 성공적으로 떨어져 나오게 한다.

본 기술 분야에서 숙련된 자들에게는 명확하게 되는 바와 같이 열처리로 내측 둘레로 914.4 내지 1524m/min(3000 내지 5000ft/min)의 공기 유동에 의해 취입되는 주물사 입자는 열처리로(11)의 내부 표면을 마멸시키는 현저한 가능성을 가지고 있다. 따라서 금속 라이너(32)는 열처리로(11)의 세라믹 섬유 절연체(31)에 손상을 주는 마멸을 방지하기 위한 것이다.

주물로부터 떨어져 나온 주물사는 바스켓(40)을 통하여 떨어지고, 롤러 허스(34)의 롤러(36)들 사이의 공간을 통과하고, 스크린(52)을 통하여 떨어지고, 배플(53)에 충돌해서 허스 아래의 홈통(50) 안에 떨어진다. 첫번째 제3열처리로 위해서 가공물로부터 떨어져 나오는 유기 수지에 의해 여전히 결합된 어떤 주물사 덩어리는 홈통(50) 위의 스크린(52) 상에 걸려서 여기에 열처리로의 열이 나머지 결합제를 연소시킬 때까지 유지된다. 나머지 결합제가 연소될 때 주물사 덩어리는 나뉘어 떨어져서 주물사가 스크린(52)을 통하여 떨어지고, 배플(53)에 충돌하여 덩어리가 더 분쇄되어서 홈통(50) 안으로 떨어진다.

홈통(50) 안으로 떨어진 주물사는 스크류 컨베이어(58)에 의해 공동의 주물사 컨베이어(59)까지 이송되고 이에 따라 재생용 저장소(60)로 보내어진다. 이렇게 회수된 주물사는 열처리 공정 중에 유기 수지가 연소되어서 실질적으로 순수하다는 것을 알 수 있다.

가공물이 열처리로(11)의 하단부(94)를 나온 후 담금질을 대기한다. 담금질 조(12)의 물은 적당한 담금질온도로 예열된다. 주물의 바스켓(40)은 동력이 가해진 롤러(64)에 의해 랙(62) 상에서 구동되고 상기 랙은 열처리로 배출 도어가 열리기 시작한 후 10초 내에 물에 침지된다. 가공물이 침지되어 있는 동안 2엽 교반기(68)가 담금질 조 안의 물을 교반하고 이송 베인이 물 유동을 가공물 위로 보낸다. 난류 물은 가공물의 캐비티 안에 남아 있는 주물사를 가공물 밖으로 담금질 조(12) 안으로 씻어낸다. 가공물은 약 8분 동안 침지 유지되고 침지 시간이 끝날 때에 공압 실린더가 작동되어서 랙(62)을 담근질 조(12) 밖으로 들어올린다. 가공물이 담금질 조로부터 제거될 때에 실질적으로 모든 잔류 주물사가 주물로부터 제거된다. 이 주물을 시효 대기시킨다.

담금질 조(12) 안에서 주물 밖으로 씻긴 주물사는 담금질 조 바닥의 홈통(72) 안에 가라앉는다. 스크류오거(74)가 주물사-물 슬러리를 저장부(76)로 이송하고, 2중 격막 펌프(78)가 상기 슬러리를 주물사 요동유니트(80) 상으로 이동시킨다. 슬러리 내의 물은 요동 스크린을 통과하여 스크린에 인접한 수집기 안으로 떨어진다. 이렇게 주물사로부터 분리된 물은 저장조(82)로 이송되고 여기에서 담금질 조(12)로 귀환된다. 요동 스크린의 상부에 남아 있는 주물사는 스크린으로부터 주물사 컨베이어(59) 상으로 배출되는데, 주물사컨베이어는 재싱 저장소(60)로 가는 경로에서 열처리로(11)의 홈통(50)으로부터 주물사와 결합한다.

담금질 공정이 완료되면 가공물은 시효 오븐(13) 안으로 도입된다. 버너(96)는 시효 오븐(13)의 가공실(85)을 약 232.2℃(450。F)까지 가열시킨다. 롤러 허스(94)는 가공물이 약 4시간 동안 본 실시예의 오븐의 232.2℃(450。F)의 열을 받도록 가공물 바스켓(40)을 시효 오븐(13)의 가공실(85)을 서서히 통과 이송시킨다. 앞에서 제안한 바와 같이 시효 오븐(13) 내의 정지 시간은 사용되는 특정 합금 및 주물에 필요한 금속 특성에 따라 4 내지 20시간 범위이다. 팬(92)에 의한 가공실(85) 내의 순환은 가공물의 균일한 가열을 용이하게 한다. 시효 공정 중에 가공물로부터 떨어져 나오는 주물사는 시효 오븐(13)의 바닥에 홈통(98) 내에 가라앉는다. 시효 오븐(13)으로부터 가공물이 나오면 열처리 및 시효 공정이 종료되었다는 신호이다.

상기 장치(10)의 작동에 대한 상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 주요 특징은 주물과 코어를 열처리로(11)의 열에 노출시킴으로써 샌드 코어를 결합시키는 페놀 수지를 연소시키는 것이다. 상기 연소의 대부분은 8개 구역 중 제2 및 제3구역에서 발생하는데, 제1구역(16A)에서 주물과 코어는 526.7℃(980。F)의 연소 온도까지 가열되고, 나머지 구역(16D∼16H)에서는 연소가 실질적으로 완료된다. 따라서 구역(l6B,16C)의 버너(18)는, 연소 공정을 옹이하게 하기 위하여 상기 구역에 충분한 산소가 존재하도록 버너에 필요한 양을 초과하는 공기를 제공하도록 조정된다. 본 실시예에서는 구역(16B,16)의 버너(18)는 13 내지 17%의 산소를 제공하도록 조정된다. 그러나 나머지 구역(16A,16C∼16F)에서 버너(18)는 10 내지 13%의 산소를 제공하도록 조정된다. 가열되어야 하는 초과 공기량이 없으므로 적은 연소가 일어나는 상기 구역의 버너는 동일한 초과량의 공기가 열처리로의 모든 구역에 제공되는 경우보다 더 효율적으고 작동될 수 있다.

상기 실시예에는 연속 공정, 즉 공작물이 장치(10)안으로 연속적으로 도입되고, 이에 의해 어떤 공작물을 공정 중 제1단에 위치하고 다른 공작물은 공정 중 다른단에 위치한 점을 도시하고 있다. 이러한 연속 공정시에, 어떤 공작물은 열처리를 받는 동시에 다른 공작물은 담금질을 받고 또 다른 공작물은 시효처리를 받고 있다. 실제로, 어떤 주어진 시간에 열처리로(11) 안의 여러 지점에 공작물의 바스켓들이 존재하여, 어떤것들은 단지 열처리 공정을 시작하지만 다른 것들은 공정을 따라 위치하여 모든 바스켓들은 장치를 통해 연속적으로 진행된다. 그러나, 발명은 단일 배치(batch)의 재료를 주어진 시간에 처리하는 경우의 배치 처리에도 똑같이 적합하다.

제6도에는 본 발명에 의한 배치형 열처리 장치(110)가 도시되어 있다. 배치형 열처리 장치 (110)의 어떤 구성 부품은 상술한 구성 부품과 동일하며, 이미 사용된 도면 부호로 표시하였다. 따라서, 이미 기술된 구성부품은 100번 이하의 도면 부호로 표시되었음을 알 수 있을 것이다. 연속 열처리로에 관하여 기술하지 않았던 도면 부호는 100번 이상의 번호로 표시되어 있다.

열처리 장치(110)는 다리부(114) 상에 현수된 바닥 현수식 노(drop-bottom furnace) (111)를 포함한다.

공기압, 유압 또는 기계식 동력에 의해 작동되는 승강기구(116)는 공작물을 노(111)의 안팎으로 상승 및 하강시키도록 작동된다. 본 실시예에서, 승강 기구(116)는 공작물의 바스켓(40)과 맞물리는 후크(118)를 포함하여, 전체 바스켓을 노안으로 들어올린다. 노 바닥의 슬라이딩 도어(120)는 그 안에 형성된 한쌍의 주물사수집 홈통(122)을 갖고 있다. 홈통(122) 위에 위치한 스크린(52)은 6.35mm(1/4in) 이상의 입자가 홈통 안으로 떨어지는 것을 방지한다. 공기압 작동 고온 슬라이드 게이트 들은 홈통(122)안에 수집된 주물사를 배출시키도록 선택적으로 작동된다.

연속 열처리로(11)에 있어서, 배치형 노인 열처리 장치(110)는 노안의 열을 유지시키기 위한 세라믹 섬유절연 블랭킷(124)과, 비산하는 주물사로부터 세라믹 섬유 절연체를 보호하기 위한 금속 라이너(126)를 갖고 있다. 노의 상부에 장착된 팬(44)은 노안의 공기를 914.4 내지 1524m/min(3000 내지 5000ft/min)의 속도로 순환시킨다. 열처리 장치(110)의 측벽에 장착된 버너(18)는 노의 가공실(130)을 가열시킨다. 버너(18)는 버너 안으로 120 내지 160%의 과잉 공기를 유입시키는 수단을 포함하고, 이에 따라 노 안의 환경은 10 내지 12%의 산소를 포함한다.

한쌍의 트랙(140)은 현수된 열처리 장치(110) 아래까지 이어진다. 담금질 조 및 이송 카(145)는 바퀴(146)에 의해 트랙(140)을 따라 이동되고, 이는 담금질 조(148)와 주물사 수집 저장조(150) 그리고 바스켓 이송 영역 (152)을 포함한다. 카(145)는 바닥 현수식 노의 가공실(130) 아래에 바스켓 이송 영역(152)이나 담금질 조(148) 또는 주물사 수집 저장조(150)중 어느 하나를 위치시키도록 선택적으로 작동된다.

담금질 조(148)는 탱크 안의 물을 적절한 담금질 온도를 예열시키기 위한 가열기를 포함한다. 한쌍의 프로펠러 교반기(68)는 담금질 조의 물을 순환시킨다. 탱크 바닥의 가열기(156)는 탱크 내부를 진동 주물사건조기(80)와 유체가 소통되게 연결되도록 위치시키기 위한 다수와 구멍 부분을 갖고 있다. 2중 격막 펌프(78)는 담금질 조(148)의 바닥으로부터 주물사를 펌프시키고 주물사를 진동 주물사 건조기(80)로 이송시키도록 선택적으로 작동 가능하다.

진동 주물사 건조기의 작동은 이미 설명하였다. 진동 주물사 건조기(80)에 의해 주물사로부터 물이 제거된 후에, 물은 저장조(82)로 펌프되고 주물사를 주물사 저장조(150)로 이송된다.

이제, 배치형 노인 열처리 장치 (110)의 작동을 설명한다.

이미 실명한 바와 같이 주물을 성형하고 각 주형으로부터 제거한다. 주물을 바스켓(40)안에 위치시키고, 공작물 바스켓을 담금질 조 및 이송 카(145)의 바스켓 이송 영역(152)상에 위치시킨다. 그 연후에 카(145)를 트랙(140)을 따라 이동시켜 카의 바스켓 이송 영역(152)을 가열된 노(111) 바로 아래에 위치시킨다.

노의 바닥 도어(120)를 열고 숭강 기구(116)를 하향시켜 승강 기구의 후크(118)가 바스켓(40)과 맞물리도록 한다. 그 연후에 승강 기구(116)를 작동시켜 공작물의 바스켓(40)을 노(111)의 가공실(130) 안으로 상승시키고, 노의 바닥(120)을 밀폐시킨다.

버너(18)는 약 526.7℃(980。F)의 온도까지 노(111)의 작업실(13) 안의 화합물을 가열시킨다. 그러나, 사용된 합금과 필요한 금속학적인 특성에 따라, 공작물은 454.4 내지 537.8℃(850 내지 1000。F)로 가열될 수 있다. 노안의 대기가 10 내지 20%의 산소를 포함하도륵 버너(18)로 120 내지 160%의 과잉 공기를 유입시킨다. 팬(44)은 914.4 내지 1524m/min(3000 내지 5000ft/min)의 기류를 얻을 수 있도록 노안의 공기를 순환시키도록 작동된다.

주물과 코어가 가열될때, 수지 결합제가 연소되기 시작한다. 헐거워진 주물사는 기류 및 중력에 의해 공작물로부터 제거되고 제거된 주물사는 홈통(122)을 통해 떨어진다. 결합제 성분이 완전히 연소되지 않는 코어재로 덩어리는 홈통(122) 위의 스크린(52)에 포획되고 결합제가 완전히 연소될 때까지 그 위에 유지되게 되며, 결합제가 완전 연소되면 결합이 해제된 주물사는 스크린을 통해 떨어지고 역 V형 배플(53) 아래에 떨어져서 홈통으로 떨어진다. 금속 라이너(126)는 비산 주물사의 연마 효과로부터 노(111)의 내부를 보호한다.

공작물이 필요한 시간(본 실시예에서는 6시간) 동안 열처리되면, 버너(18)는 작동을 중단한다. 이송 카(145)를 담금질 조(148)가 노(111)의 가공실(130) 바로 아래에 위치하도록 트랙(140)을 따라 위치시키고, 노의 바닥(120)을 개방시킨다. 그 연후에 승강 기구(116)를 작동시켜 담금질 조(148) 안으로 공작물의 바스켓(40)을 하강시킨다. 공작물을 필요한 시간 동안 침지시킨다. 이 동안에 탱크 안의 물은 주물로부터 잔류주물사를 털어내도록 2엽 프로펠러 교반기(68)로 교반시킨다. 따라서, 주물사는 공작물로부터 탱크(148)의 바닥으로 제거된다. 담금질 단계 말기에, 승강 기구(116)는 탱크(148) 밖으로 공작물을 들어 올리기 위하여 다시 작동된다. 시효 처리가 필요하다면, 노(111)는 약 232℃(450。F)까지 냉각되고, 바스켓은 다시 가공실(130) 안으로 들어 올려지고, 노 도어(120)는 밀폐된다. 그 연후에 공작물은 필요한 시간 동안 시효 처리된다.

담금질 단계가 완료되면, 이송 카(145)는 주물사 수집 저장조(150)가 주물사 홈통(122)의 슬라이드 게이트 바로 아래에 위치하도록 위치된다. 게이트가 개방되고, 수집된 주물사는 홈통으로부터 주물사 수집 저장조로 배출된다. 그 연후에 주물사는 청정, 재사용 단계에서 회수되고, 모든 결합제 재료는 노의 열에 의해 연소된다.

열처리로(11)의 가공실(15)내에 고속 공기류를 제공하면 주물사 연마 입자들이 높은 속도로 노 내부 주위에 취입된다는 것을 본 기술 분야에 숙련된 사람은 명백히 이해할 것이다. 그러므로, 기술된 실시예들은 노 내부에 대한 과도한 마모와 손상을 방지해주는 특정의 예방책들을 포함하고 있다. 예를 들어, 노의 내부 벽들에는 내마모성의 4130 합금으로 된 11 게이지 라이너들이 제공된다.

또한, 팬(44)은 가공실(15) 내의 연마 환경에 견디도록 설계된 구성을 갖는다. 예를 들어, 팬(44)의 블레이드는 흩날리고 있는 주물사 입자들이 특히 시임을 따라 중공 블레이드 내의 구멍을 마모시키고 블레이드내에 축적될 수 있음이 발견되었기 때문에 중공이 아닌 중실 구조로 만들어진다. 중공 블레이드 내에 축적된 주물사가 비록 소량이라 할지라도 팬(44)에 불균일하게 비산되어 팬 구동 기구에 심각한 손상을 초래할 수 있다. 또 다른 예방책으로, 팬(44)의 블레이드의 안내 선단은 주물사 입자들을 편향시키도록 테이퍼져 있다.

본 발명은 샌드 캐스팅 처리용의 종래 기술의 방법 및 장치에 비해 상당한 이점을 제공한다는 것을 명백히 알 수 있다. 첫째로, 주물에 대한 열처리 전에 코어 재료의 대부분을 제거해야 할 필요성이 없어겼다. 따라서, 노동력, 설비, 비용 및 샌드 코어로 수동으로 마무리하거나 공작물에 요동 및 진동을 가하는 것과 관련한 공작물에 대한 손상 또는 불안 위험성이 제거되었다.

또한, 샌드 코어 재료에 노 내의 열 및 공기류를 가해줌으로써, 코어 주물사를 녹이는 수지 결합제가 태워진다. 모든 결합체가 실질적으로 연속되도록 하기 위해, 스크린(52)은 예정된 크기 보다 큰 코어 재료의 덩어리(chunk)가 노에서 떨어지는 것을 방지해 주며, 덩어리가 분해되어 스크린을 통과할 수 있을 정도로 충분한 양의 결합제가 태워질 때까지 그러한 덩어리를 가공실(15)내에 보유해 준다. 스크린(52)을 통과하기에 충분히 작은 재료 덩어리들은 역 V자형 배플(53)상에 충돌하여 배플의 경사벽 아래로 굴러 떨어지며, 재료를 그 개개의 주물사 입자로 더욱 분해해준다. 따라서, 주물사는 깨끗하고 재사용 가능한 상태로 재생된다.

재생된 주물사는 결합제 재료가 태워겼다는 면에서 깨끗하지만, 특정 설비의 요구 조건을 충족시키기 위해서는 재사용 전에 주물사에 대한 소정의 부가적 처리가 지시될 수도 있다. 예를 들어, 주물사를 재분류하고 주물사에 섞여 있을 수도 있는 어떤 부스러기를 제거하기 위해 재생된 주물사를 스크린하는 것이 바람직할 수도 있다.

스크린(52) 상에 보유된 주물사 덩어리로부터 결합제 재료를 용이하게 연소시키기 위해서, 기술된 실시예의 열처리로(11)는 제3도에 화살표로 표시된 바와 같이 스크린 위에서 산화 공기의 연속 공기류를 보장해준다. 바람직한 공기류 패턴을 달성하기 위해, 덕트(46)의 벽(54)들의 하단부(55) 사이의 틈새(56)의 치수는 벽의 하단부 주위와 롤로 노상(34) 위에 공기류 경로를 제공하지 않도록 최소로 유지되고 있다. 그러므로, 덕트(46)를 통해 하방으로 흐르는 공기는 덕트의 외면과 노의 라이너(32) 사이의 상향 복귀 전에 롤러(36)들 사이의 하방 경로와 스크린(52)들을 가로지르는 경로를 따라야만 한다.

본 발명의 또 다른 이점은 결합제 성분이 연소되기 때문에 경질 폐기 재료의 처리와 관련된 생태학적 문제들이 회피된다는 것이다. 만약 배기 가스가 받아들일 수 없는 양의 유기물이나 페닐(phenil)을 포함한다면, 배기 가스에 대한 부가의 소각이 필요해질 수도 있다. 이러한 예에서는, 예열실을 빠져나온 배기 가스가 760 내지 787.8℃(약 1400 내지 1450。F)의 온도로 작동하는 인라인(inline) 소각로에 전달되어 자유 유기물 또는 페닌을 소각할 수가 있다.

또한, 기술된 실시에에서 노 대기의 산소량의 제어는 수지 결합제의 연소에 대한 소정의 이점을 제공해준다. 연소 공정의 대부분이 일어나는 노의 구역에만 있는 버너로 과도 공기를 도입시킴으로써, 이들 노 구역내에 10 내지 12%의 산소 수준이 유지된다. 이 산소 수준은 코어를 녹이는 유기 수지 결합제의 연소를 용이하게 해주며, 그럼으로서 결합제의 분해를 가속시켜 주고 폐기물의 효과적인 연소를 촉진시켜 준다. 그러나, 나머지 구역의 버너가 연소 공정의 대부분이 일어나는 상기 구역에 필요한 과잉 공기의 최종량을 전달하도록 조정되지 않기 때문에, 버너들은 중가된 효율로 작동할 수가 있다.

상술한 발명은 열원으로서 천연 가스 버너를 사용하는 노에 대해 기술되어 있다. 그러나, 가열 수단의 성질은 중요한 것이 아니며 예를 들어 프로판 버너, 간접 가스 점화식 방사 가열기, 전기 가열기, 오일 점화식버너, 또는 석탄 점화식 버너와 같은 다른 종류의 가열 시스템이 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 간접가스 점화식 방사 가열기나 저기 가열기가 사용될 경우, 노 내의 산소 수준을 앙호한 10 내지 12% 수준으로 유지하기 위해 공기 분사 시스템이 사용되어야 한다는 것은 명백히 알 수 있을 것이다.

또한, 기술된 실시에는 8구역 노이고 제2 및 제3구역에서 결합제 연소의 대부분이 발생되지만, 노 내에 보다 큰 또는 보다 작은 수의 구역들이 규정될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 예에서는, 내부에서 결합제 연소의 대부분이 일어나는 정밀한 구역들은 노 내의 온도, 주물 및 코어의 크기 및 형상, 주물이 노를 통해 이동하는 속도, 및 노 내로 유입될때의 주물의 온도를 제한없이 포함하는 다양한 인자들에 따라 변할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 양호한 실시예에 대해 예시적으로 설명하였으나, 본 기술 분야에서 숙련된 사람들은 본 발명의 특허 청구 범위의 범주 및 정신에서 벗어나지 않으면서 본 발명을 다르게 변경시킬 수 있다는 점을 주지해야 한다.

Claims (41)

1. 결합제 물질로 서로 결합된 주물사 입자를 최소한 포함하며 금속 주물 내에 캐비티를 한정하는 샌드코어를 구비하는 주물을 열처리하는 방법에 있어서, 상기 샌드 코어를 구비한 상기 금속 주물을 노 안으로 도입시키는 단계와, 상기 노를 상기 결합제 물질의 연소 온도를 초과하는 온도까지 가열시키는 단계와, 상기 가열된 노 안에 산소 풍부 분위기를 마련하는 단계와, 상기 결합제 물질이 연소되게 해서 샌드 코어의 주물사 입자가 상기 샌드 코어로부터 떨어져 나가도록 상기 산소 풍부 분위기의 가열 노 안에 상기 샌드 코어를 구비한 금속 주물을 수납시키는 단계와, 상기 캐비티로부터 떨어져 나온 주물사 입자를 제거하는 단계와, 상기 결합제 물질이 연소되기 전에 상기 주물로부터 떨어져 나오는 샌드 코어 재료 덩어리를 포집하는 단계와, 상기 떨어져 나온 샌드 코어 재료 덩어리를 상기 노 안에 유지시켜서 상기 결합제 물질을 연소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 캐비티로부터 떨어져 나온 주물사 입자를 제거하는 상기 단계는 적어도 공기 유동이 상기 캐비티로부터 떨어전 나온 주물사 입자를 떨어뜨리도록 상기 주물이 상기 노 안에 수납되어 있을 때에 상기 주물에 대해 공기 유동을 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
3. 제2항에 있어, 상기 주물이 상기 노 내에 수납되어 있을 때에 상기 주물에 대해 공기 유동을 보내는 단계는 적어도 914.4m/min(3000ft/min)을 초과하는 공기 유동 속도로 상기 주물에 대해 공기 유동을 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 캐비티로부터 떨어져 나온 주물사 입자를 제거하는 상기 단계는 적어도 상기 떨어져 나온 주물사 입자의 적어도 일부분이 중력에 의해 금속 주물 밖으로 떨어지게 하기 위하여 상기 노 내에 상기 금속 주물을 경사키기는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 주물로부터 떨어져 나온 주물사 입자의 부분을 수집하고 상기 노 밖으로 이송시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 떨어져 나온 샌드 코어 재료의 덩어리를 포집하고 유지하는 단계는 적어도 소정의 크기의 샌드 코어 재료 덩어리가 통과할 정도로 충분히 크지 않은 구멍을 갖춘 스크린을 상기 금속 주물 아래에 배치하여 마련하는 단계를 포함하는 것을 특징은로 하는 열처리 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 스크린을 통과한 소정의 크기 보다 작은 샌드 코어 재료 덩어리를 표면 상에 부딪치게 하여 상기 덩어리를 파쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 소정의 크기 보다 작은 샌드 코어 재료 덩어리를 표면 상에 부딪치게 하는 단계는 적어도 상기 스크린을 통과한 소정의 크기 보다 작은 샌드 코어 재료 덩어리를 경사 표면 상에 부딪치게 하고 상기 경사 표면으로부터 굴러 떨어지게 하여 상기 덩어리를 파쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
9. 결합제 물질로 서로 결합된 주물사 입자를 적어도 포함하며 금속 주물 내에 캐비티를 한정하는 샌드코어를 구비하는 주물을 열처리하는 방법에 있어서, 상기 금속 주물 내의 캐비티로부터 상기 실질적인 샌드코어 부분을 제거하기 전에 상기 금속 주물을 노 안으로 도입시키는 단계와, 상기 노를 상기 결합제 물질의 연소 온도를 초과하는 온도까지 가열시키는 단계와, 상기 노 안에 산소 풍부 분위기를 마련하는 단계와, 상기 결합제 물질이 연소될 수 있게 상기 가열된 노 안의 상기 산소 풍부분위기 내에 샌드 코어를 구비하는 상기 금속 주물을 수납시키는 단계를 포함하여 상기 금속 주물이 노 안에 있는 동안에 샌드 코어 부분이 상기 샌드 코어로부터 떨어져서 상기 캐비티로부터 떨어지도록 한 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 결합제가 상기 금속 주물로부터 연소되기 전에 상기 금속 주물로부터 떨어져 나오는 샌드 코어 부분을 상기 노 안의 산소 풍부 분위기 내에 현수시키는 단계와, 상기 결합제가 상기 샌드 코어 부분으로부터 일단 연소되면 상기 현수된 샌드 코어 부분의 현수를 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 금속 주물 아래 및 노의 산소 풍부 분위기 안에 소정의 크기의 샌드 코어 부분이 통과할 정도로 충분히 크지 않은 구멍과 상기 소정의 크기 보다 작은 샌드 코어 부분이 통과할 정도로 충분히 큰 구멍을 갖춘 스크린을 배치하여 마련하는 단계와, 상기 결합제가 더 연소될 수 있도록 상기 소정의 크기 보다 큰 샌드 코어 부분을 스크린 상에 현수시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 스크린을 통과한 샌드 코어 부분이 표면 상에 부딪치게 하여 상기 스크린을 통과한 샌드 코어 부분을 파쇄하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 스크린을 통과한 샌드 코어 부분이 표면 상에 부딪치게 하는 단계는 적어도 상기 샌드 코어 부분이 경사 표면 상에 부딪치게 하고 상기 경사 표면으로부터 굴러 떨어지게 하여 상기 스크린을 통과한 샌드 코어 부분을 파쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
14. 제9항에 있어서, 상기 금속 주물로부터 상기 샌드 코어 부분을 떨어뜨리기 위하여 상기 주물이 상기 노 안에 있는 동안에 상기 주물에 대해 공기 유동을 보내는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 주물이 노 안에 있는 동안에 상기 주물에 대하여 공기 유동을 보내는 단계는 적어도 상기 주물로부터 상기 샌드 코어 부분을 떨어뜨리기 위하여 상기 주물에 대하여 다방향으로 공기 유동을 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 주물이 상기 노 내에 있는 동안에 상기 주물에 대해 공기 유동을 보내는 단계는 적어도 914.4m/min(3000ft/min)을 초과하는 공기 유동 속도로 상기 주물에 대해 공기 유동을 보내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
17. 제9항에 있어서, 노 내에 산소 풍부 분위기를 제공하는 단계는 적어도 결합제 물질의 많은 백분비가 연소되는 곳에 많은 백분비의 산소가 유지되도록 노 내의 산소 함량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
18. 제17항에 있어서, 노 내에 산소 풍부 분위기를 제공하는 단계는 적어도 주물을 노 내의 복수의 구역을 통과 이송시키는 단계와, 상기 복수의 구역들 중 대부분의 결합제 연소가 일어나는 구역에는 13 내지 17%의 산소를 제공하도록 노 내의 산소 함량을 조절하는 단계와, 상기 복수의 구역들중 대부분의 걸합제 연소가 일어나지 않는 구역에는 10 내지 13%의 산소를 제공하도록 노 내의 산소 함량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
19. 제9항에 있어서, 상기 떨어져 나온 샌드 코어 부분을 수집하여 노 밖으로 이송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
20. 주물을 제조하는 방법에 있어서, 가연성 결할제 물질로 서로 결합된 주물사 입자를 적어도 포함하며 주물 내에 캐비티를 한정하는 샌드 코어를 구비하는 주물을 제조하는 단계와, 샌드 코어를 부수기 전에 상기 주물을 결합제 물질의 연소 온도를 초과한 온도까지 가열시킨 노 안에 도입시키는 단계와, 상기 노 안에 산소 풍부 분위기를 제공하는 단계와, 결합제 물질이 연소되게 해서 주물이 노 내에 있는 동안에 샌드 코어의 주물사 입자가 샌드 코어로부터 결합이 해제되어 캐비티로부터 떨어지도록 노 내에 샌드 코어를 구비한 주물을 수납시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물 제조 방법.
21. 제20항에 있어서, 노 내에 주물을 도입시키는 단계는 샌드 코어의 대부분을 제거하기 위한 기계적 셰이킹에 앞서 수행되어서 코어를 제거하기 위한 기계적 셰이킹이 배제된 것을 특징으로 하는 주물 제조 방법.
22. 주물을 제조하는 방법에 있어서, 가연성 결합제 물질로 서로 결합된 주물사 입자를 적어도 포함하며 주물 내에 캐비티를 한정하는 샌드 코어를 구비하는 주물을 제조하는 단계와, 샌드 코어를 부수기 전에 상기 주물을 결합제 물질의 연소 온도를 초과한 온도까지 가열되고 서로 공간을 유지시켜 배치한 복수의 구역을 한정하는 노 안에 도입시키는 단계와, 상기 복수의 구역들 중 적어도 한 구역에 산소 풍부 분위기를 제공하는 단계와, 결합제 물질이 연소되게 해서 샌드 코어를 구비하는 상기 주물이 상기 가열된 노 내의 산소 풍부 분위기에 노출되도록 하고 주물이 노 내에 있는 동안에 상기 샌드 코어 부분이 상기 샌드 코어로부터 결합이 해제되어 캐비티로부터 떨어지도록 상기 주물을 상기 복수의 구역을 통과하는 경로를 따라 이송시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물 제조 방법.
23. 제22항에 있어서, 산소 풍부 분위기를 제공하는 단계는 적어도 상기 복수의 구역들 중 결합제 물질의 많은 백분비가 연소되는 구역에 많은 백분비의 산소가 유지되게 하고 상기 복수의 구역들중 결합제 물질의 적은 백분비가 연소되는 구역에 적은 백분비의 산소가 유지되게 하도록 노 내의 산소 함량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물 제조 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 산소 함량을 조절하는 단계는 적어도 상기 복수의 구역들중 많은 백분비의 결합제 연소가 일어나는 구역에는 13 내지 17%의 산소를 제공하도록 노 내의 산소 함량을 조절하는 단계와, 상기 복수의 구역들중 적은 백분비의 결합제 연소가 일어나는 구역에는 10 내지 13%의 산소를 제공하도록 노 내의 산소 함량을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 주물 제조 방법.
25. 결합제 물질로 서로 결합된 주물사 입자를 적어도 포함하며 금속 주물 내에 캐비티를 한정하는 샌드코어를 구비하는 주물을 열처리하는 방법에 있어서, 상기 샌드 코어를 구비한 주물을 노 안으로 도입시키는 단계와, 상기 노를 상기 결합제 물질의 연소 온도를 초과하는 온도까지 가열시키는 단계와, 상기 노 안에 산소 풍부 분위기를 마련하는 단계와, 상기 결합제 물질이 연소되게 해서 주물이 노 안에 있는 동안에 샌드코어 부분들이 상기 샌드 코어로부터 떨어져서 상기 캐비티로부터 떨어져나가도록 상기 산소 풍부 분위기의 가열 노 안에 상기 샌드 코어를 구비한 금속 주물을 수납시키는 단계와, 상기 주물로부터 떨어져 나온 샌드코어 부분을 상기 노 안에 현수시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 현수시키는 단계는 적어도 상기 주물로부터 떨어져 나온 샌드 코어의 적어도 일부분을 포집하는 단계와, 상기 포집된 샌드 코어 부분을 상기 노 안에 유지시켜서 상기 결합제 물질을 연소시키는 단계와, 결합제 물질의 연소에 후속하여 상기 노 안에 유지된 샌드 코어 부분들을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
27. 결합제에 의하여 결합된 주물사를 포함하며 주물 내에 캐비티를 한정하는 샌드 코어를 구비하는 주물의 열처리 장치(10)에 있어서, 상기 주물을 안에 수용하기 위한 가공실(15)을 한정하는 노(11)와, 상기 주물과 상기 샌드 코어가 샌드 코어의 상기 결합제를 연소시키기에 충분한 온도까지 가열되어서 상기 결합제가 연소되어 상기 샌드 코어 부분이 주물로부터 떨어져 나오도록 상기 가공실(15)을 가열하는 가열 수단과, 결합제가 연소되기 전에 주물로부터 떨어져 나온 샌드 코어 부분을 상기 가공실(15)내에 현수시키며 상기 결합제의 연소에 후속하여 상기 현수된 샌드 코어 부분의 현수를 해제시키는 현수 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
28. 제27항에 있어서, 상기 주물로부터 떨어져 나온 상기 샌드 코어 부분을 수집하기 위한 상기 노(11)와 작동 가능하게 결합된 수집 수단을 적어도 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
29. 제28항에 있어서, 상기 수집 수단은 상기 주물로부터 떨어져 나온 샌드 코어 부분이 안으로 떨어져서 그 안에 수집되도록 상기 노(11)의 하부에 형성된 홈통(50)을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리장치.
30. 제27항에 있어서, 상기 현수 수단은 적어도 상기 가공실(15)내에 배치된 스크린(52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
31. 제27항에 있어서, 상기 가공실(15)내에 및 상기 현수 수단 아래에 배치되어 상기 현수 수단으로부터 현수 해제된 샌드 코어 부분을 접촉시키는 배플 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
32. 제31항에 있어서, 상기 배플 수단이 적어도 역 V자형 배플(53)을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
33. 제27항에 있어서, 상기 주물이 상기 가공실(15)안에 있는 동안에 상기 주물로부터 샌드 코어 부분을 떨어뜨리기 위해 상기 주물에 대해 공기 유동을 보내는 공기 유동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
34. 제27항에 있어서, 상기 주물이 상기 노(11)안에 있는 동안에 상기 주물로부터 샌드 코어 부분을 떨어뜨리기 위해 상기 주물에 대해 공기 유동을 다방향으로 보내기 위한 다방향 공기 유동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
35. 제34항에 있어서, 상기 결합제의 연소를 촉진시키기 위해 상기 현수된 샌드 코어 부분에 대해 공기 유동을 보내는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
36. 제27항에 있어서, 상기 주물을 상기 가공실(15)내에 지지하며 상기 주물을 상기 가공실(15)을 통과 이송시키는 수단을 적어도 포함하는 허스 수단(94)과, 상기 주물로부터 샌드 코어 부분을 떨어뜨리기 위하여 상기 주물이 가공실(15) 안에 있는 동안에 상기 주물에 공기 유동을 보내며 상기 주물이 상기 가공실(15)을 통과 이송될때에 상기 주물로 보내지는 공기 유동을 방향을 변동시키는 수단을 적어도 포함하는 공기 유동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
37. 제27항에 있어서, 상기 결합제의 연소를 최적화 하기 위해 상기 노(11)내의 산소 함량을 조절하는 조절 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
38. 제37항에 있어서, 상기 노(11)는 상기 가공실(15)내에 서로 이격 배치된 복수개의 구역을 한정하고, 상기 열처리 장치는 상기 주물을 상기 복수개의 구역으로 통과 이송시키는 수단을 더 포함하고, 상기 조절수단은 대부분의 결합제 연소가 일어나는 구역에 13 내지 17%의 산소를 제공하고 대부분의 결합제 연소가 일어나지 않는 구역에는 10 내지 13%의 산소를 제공하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
39. 가연성 결합제에 의하여 결합된 주물사를 포함하며 주물내에 캐비티를 한정하는 샌드 코어를 구비하는 주물의 열처리 장치(10)에 있어서, 상기 주물을 안에 수용하기 위한 가공실(15)을 한정하며 상기 가공실(15)내에 서로가 이격된 복수개의 구역을 더 한정하는 노(11)와, 상기 주물을 상기 복수개의 구역 각각을 연속적으로 관통하는 통로를 따라서 이송시키는 이송 수단과, 상기 주물과 상기 샌드 코어가 샌드 코어의 상기 결합제를 연소시키기에 충분한 온도까지 가열되어서 상기 결합제가 연소되어 상기 샌드 코어 부분이 주물로부터 떨어져 나오도록 상기 가공실(15)을 가열하는 가열 수단과, 주물이 따라서 이송되는 경로 아래에 배치되며 결합제가 연소되기 전에 주물로부터 떨어져 나온 샌드 코어 부분을 상기 가공실 내에 현수시키며 상기 결합제의 연소에 후속하여 상기 현수된 샌드 코어 부분의 현수를 해제시키는 현수 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
40. 제39항에 있어서, 상기 결합제의 연소를 최적화 하기 위해 상기 복수개의 구역 내의 산소 함량을 조절하는 산소 조절 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
41. 제40항에 있어서, 상기 산소 조절 수단은 대부분의 결합제 연소가 일어나는 구역에 13 내지 17%의 산소를 제공하고 대부분의 결합제 연소가 일어나지 않는 구역에는 10 내지 13%의 산소를 제공하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.