KR20060015447A

KR20060015447A - Sleeve, procedure for the manufacture thereof and mixture for the production of said sleeve

Info

Publication number: KR20060015447A
Application number: KR1020057004069A
Authority: KR
Inventors: 제이미 프라뜨 유레이츠띠에따
Original assignee: 이베리아 애쉬랜드 케미칼 쏘시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2006-02-17
Also published as: KR100890310B1

Abstract

The invention relates to a method of producing sleeves for mini- feeders. According to the invention, a fluorine-free mixture, which contains aluminium silicate microspheres, an oxidizable metal, such as aluminium powder, an oxidizable agent and magnesium by way of an exothermic reaction initiator, is introduced by means of blowing into a mould comprising two male parts in order to produce a sleeve having two openings, one of which is sealed with a plug before use.

Description

슬리브, 슬리브의 제조 공정 및 상기 슬리브를 생성하기 위한 혼합물{SLEEVE, PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE THEREOF AND MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF SAID SLEEVE}SLEEVE, PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE THEREOF AND MIXTURE FOR THE PRODUCTION OF SAID SLEEVE

본원 발명은 발열 슬리브를 구성하는 혼합물에서 그리고 블로잉과 경화에 의하여 슬리브를 생성하는 공정에서의 주조(cast) 피스(pieces) 수득에 적용가능한 미니-데드헤드(mini-deadheads)를 수득하는 발열 슬리브에 관계된다. The present invention relates to a heating sleeve which obtains mini-deadheads applicable to obtaining cast pieces in the mixture constituting the heating sleeve and in the process of producing the sleeve by blowing and curing. It is related.

주조 금속피스(cast metallic piece)의 생성은 용융 금속의 주형(mold)안으로 주입, 냉각에 의한 금속의 응고 및 주형의 제거 또는 파괴(destruction)에 의해 형성되는 피스의 디-몰딩 또는 추출을 포함한다. The creation of a cast metallic piece involves the injection of molten metal into a mold, the solidification of the metal by cooling and the de-molding or extraction of the piece formed by the removal or destruction of the mold. .

상기 주형은 금속성 일 수도 있고, 또는 다른 물질들(세라믹, 흑연 그리고, 주로, 모래)의 응집체(aggregate)에 의하여 형성될 수도 있다. 이러한 주형은 내부 공동 및 외부 사이의 소통을 위하여, 용융 금속을 주형 또는 주조 상(phase) 내부에 주입하는 몇몇 탕구(sprues) 또는 탕도(runner)를 가질 것을 필요로 한다. 냉각 공정 동안의 금속의 수축으로 인해, 금속에서 수축 또는 공동의 오프셋을 위한 데드헤드를 형성하는 목적으로, 보존된 용융된 금속으로 채워진 주형안에서 어느 정 도의 과잉류가 예견된다. 데드헤드의 목적은 용융물이 데드헤드 안에서 수축할 때 피스를 공급하는 것인데, 이를 위하여 금속은 피스보다 더 긴 시간동안 액체 상태의 데드헤드 안에 남아 있어야 한다. 이러한 이유로, 상기 데드헤드는 통상적으로 몇몇 슬리브로 씌워져 있으며, 슬리브는 단열 및/또는 발열 물질로 구성되어 있고, 이들 물질은 주조 금속 안에서 공동(cavity) 공극(void)이 생성될 때 주조 금속의 유동성(fluidity)을 확보하기 위하여 데드헤드 내에 함유된 금속의 냉각(cooling)을 늦춘다.The mold may be metallic or may be formed by an aggregate of other materials (ceramic, graphite and, mainly, sand). Such molds need to have some sprues or runners that inject molten metal into the mold or casting phase for communication between the inner cavity and the outside. Due to the shrinkage of the metal during the cooling process, some degree of excess flow is foreseen in a mold filled with preserved molten metal for the purpose of forming a deadhead for shrinkage or offset of the cavity in the metal. The purpose of the deadhead is to feed the piece as the melt shrinks within the deadhead, for which the metal must remain in the liquid deadhead for a longer time than the piece. For this reason, the deadhead is typically covered with several sleeves, the sleeves consisting of adiabatic and / or exothermic material, which material has the fluidity of the cast metal when cavity voids are created in the cast metal. Slow cooling of the metals contained in the deadhead to ensure fluidity.

데드헤드 주위에 발열 슬리브를 사용하는 것은 수축의 문제를 감소시키고, 주조 피스들의 품질을 향상시키는데, 이로 인하여 주조 피스와 데드헤드의 접촉 표면을 감소시키고 데드헤드의 생성을 향상시키며, 비용을 배제시키는 더 작은 데드헤드(미니-데드헤드)를 사용할 수 있게 된다.The use of a heating sleeve around the deadhead reduces the problem of shrinkage and improves the quality of the cast pieces, thereby reducing the contact surface of the cast piece and the deadhead, improving the production of the deadhead, and excluding costs. You can use smaller deadheads (mini-deadheads).

발열 슬리브는 알루미늄이 가장 통상적으로 사용되는 산화가능한 금속, 산화제, 용융제 또는 통상적으로 불화된(fluorinated) 화합물인 발열반응의 개시제에 의하여 구성되는 발열 반응을 유도할 수 있는 물질의 혼합물과 결합된 섬유 내화성 재료(fibrous refractory material)로 출발하는 습윤 공정에서 제조되는 섬유에 기초하는 것으로 알려져 있다. 산화가능한 금속은 산화제 및 용융제와 혼합되고 극한 열에 노출되었을 때 반응의 진행에 비례하여 열을 유리시키면서 산화된다. The exothermic sleeve is a fiber combined with a mixture of materials capable of inducing an exothermic reaction consisting of an exothermic reaction, in which aluminum is the most commonly used oxidizable metal, oxidant, melt or commonly fluorinated compound. It is known to be based on fibers produced in the wetting process starting with a fibrous refractory material. The oxidizable metal is oxidized with free heat in proportion to the progress of the reaction when mixed with the oxidant and the melt and exposed to extreme heat.

발열 슬리브는 또한 모래에 기초하는 것으로도 알려져 있으며, 연성 철 주물(ductile iron foundries)에서 상당한 것으로 평가된다. 이러한 고-밀도 모래-기초(sand-based)의 슬리브 조성물은 알루미늄을 상당히 많은 양으로 함유하고 있어 생성되는 열량이 매우 높다. 이러한 열은, 데드헤드 내부의 금속 온도에 유리하게 영향을 미치기 이전에, 모래-기초 슬리브의 온도를 올리는데 필요하다. The exothermic sleeve is also known to be based on sand and is rated substantial in ductile iron foundries. These high-density sand-based sleeve compositions contain a significant amount of aluminum, so the amount of heat generated is very high. This heat is necessary to raise the temperature of the sand-based sleeve before it advantageously affects the metal temperature inside the deadhead.

1997년에 발열 슬리브에 대한 새로운 대안을 제공하는 섬유-없는(fibre-free) 슬리브 기술이 소개되었다. 특허 출원 WO 97/00172는 주형안으로 블로잉가능한(blowable) 혼합물에 기초된, 치수적으로 정확하고 발열 및/또는 단열적인 슬리브를 제조하기 위하여 블로잉 및 냉각 상자 경화 공정을 개시하는데, 상기 혼합물은 38 중량% 미만의 알루미나성분을 가지는 알루미늄 실리케이트의 미소구(microspheres)와 냉각 상자 경화에 사용되는 결합제(binding agent), 그리고 선택적으로 몇몇 비-섬유적 부하(non-fibrous loads)로 구성되어 있다. 발열 슬리브를 생성하는 전형적인 조성물은 38 중량% 미만의 알루미나 성분, 알루미늄 분말, 철 산화물 및 불화 융제로서의 빙정석을 포함한다.In 1997, fiber-free sleeve technology was introduced, providing a new alternative to heating sleeves. Patent application WO 97/00172 discloses a blowing and cold box curing process for producing a dimensionally accurate, exothermic and / or adiabatic sleeve based on a blowable mixture into a mold, the mixture weighing 38 weights. It consists of microspheres of aluminum silicates with less than% alumina, a binding agent used for cold box hardening, and optionally some non-fibrous loads. Typical compositions that produce exothermic sleeves comprise less than 38% by weight of the alumina component, aluminum powder, iron oxides, and cryolite as fluoride flux.

현재 슬리브는 주형 산업에서, 소위 말하는 미니-데드헤드를 수득하기 위하여 존재하며, 미니 데드헤드의 기능은 피스가 응고하는 동안 수축하는 동안에 피스 에 액체상태의 금속을 또한 공급하는 것이다. Presently sleeves exist in the mold industry to obtain the so-called mini-deadheads, whose function is to also supply the liquid metal to the pieces while they shrink while they solidify.

전통적인 발열 슬리브와의 기본적인 차이점은 본원 발명의 발열 슬리브는 더 오랜 시간 동안 금속 액체상태를 유지한다는 것인데, 이로 인하여 본원 발명의 발열 슬리브에 의해 필요한 금속의 부피, 즉 미니-데드헤드는 동일한 공급 작업에 대해 더 적어진다.The basic difference from traditional heating sleeves is that the heating sleeve of the present invention retains the metallic liquid state for a longer time, which means that the volume of metal required by the heating sleeve of the present invention, i.e. the mini-deadhead, Less for you.

이러한 결과는 슬리브의 발열 부하를 증가시킴에 의하여 달성되지만, 이러한 증가된 발열성은 다음과 같은 의도하지 않은 부수적 문제들을 야기시킨다: This result is achieved by increasing the exothermic load of the sleeve, but this increased exothermicity causes the following unintended incidental problems:

1. 데드헤드에서, 이후에 재주조되는 과잉의 잔여 알루미늄은 용융 피스안에 기포를 만드는 문제를 야기시킨다. 1. At the deadhead, excess residual aluminum that is subsequently recast causes a problem of bubbles in the molten piece.

"어안(fish-eye)"으로서 알려진 결점은, 근본적으로 발열 슬리브에서 높은 비율로 발견되는 알루미늄에 의해, 오염된 모래의 회수에서 생성되는 물질들이 축적됨으로써 비롯되는 주조 피스안에서의 표면 결함(flaw)이다.The drawback known as "fish-eye" is a surface flaw in the casting piece resulting from the accumulation of materials produced in the recovery of contaminated sand, essentially by aluminum found in high proportions in the heating sleeve. to be.

이러한 결점은, 예를 들어 WO 97/00172에서 기술된 바와 같이 낮은 알루미나 함량을 가진 알루미늄 실리케이트의 중공(hollow) 미소구를 사용함으로써 극 복 될 수 있다.This drawback can be overcome by using hollow microspheres of aluminum silicate with a low alumina content, for example as described in WO 97/00172.

2. 고객이 요구하는 노듈형성(nodulation)의 명세를 충족시키지 못함으로써 피스의 거부를 초래하는 슬리브와 피스가 접촉하는 부위에서 노듈의 분해.2. Disassembly of the nodule at the point of contact with the sleeve and the piece resulting in rejection of the piece by failing to meet the specifications of the nodulation required by the customer.

이러한 두번째 문제는 발열 반응에서 개시 추진제(iniciating charge)으로서 통상적으로 사용되는 불화된 물질로부터 발생하는 불소의 과잉에 의해 비롯 된다.This second problem is caused by the excess of fluorine from fluorinated materials commonly used as initiating charge in exothermic reactions.

이러한 문제를 피하기 위하여, 슬리브는 피스와 접촉하도록 두지 않아야 하 거나(피스와의 접촉은 더 많은 금속을 사용하게 만든다), 또는 슬리브의 유 입구에 고정되고 동일한 중심 홀(hole)을 가지는 불소-없는 비스킷 (fluoride-free biscuit)이 중간 물질로 사용되는데, 이는 실제 슬리브와 피 스의 접촉을 막는다. 슬리브에 이러한 비스킷, 비스킷의 생성 및 고정에는 실질적인 추가 비용이 든다. To avoid this problem, the sleeve should not be placed in contact with the piece (contact with the piece makes use of more metal), or fluorine-free, fixed at the inlet of the sleeve and having the same center hole. Biscuits (fluoride-free biscuit) are used as intermediates, which prevent the actual sleeve from contacting the piece. The creation and fastening of such biscuits, biscuits in the sleeve, is a substantial additional cost.

<발명의 요약>Summary of the Invention

본원 발명은 불소-없는 비스킷의 사용을 요하지 않을 뿐만 아니라, 슬리브와 피스와의 접촉을 피하기 위해 어떤 다른 원소의 사용도 요하지 않으며, 더욱이 데드헤드 내에서 주조 피스로부터의 늦은 분리를 촉진하는 배출구(notch)를 생성하며, 이 모든 것이 열이 필요한 설비를 위한 발열 반응을 유도할 수 있는 불소-없는 블로잉 가능한 혼합물에 기초하는 미니-데드헤드를 수득하기 위한 슬리브를 공급하는 과제로부터 비롯한다.The invention does not require the use of fluorine-free biscuits, nor does it require the use of any other elements to avoid contact with the sleeve and the piece, and furthermore a notch that facilitates late separation from the casting piece within the deadhead. ), All of which stems from the task of supplying a sleeve to obtain a mini-deadhead based on a fluorine-free blowable mixture capable of inducing an exothermic reaction for a plant requiring heat.

우선, 이에 대한 출발점은 불소-없는 슬리브를 구성하게 될 혼합물을 두개의 코어(core)를 가지고 있는 주형안으로 블로잉(blowing)하는 것인데, 여기서 코어는 한편으로는 슬리브가 일단 경화되면 슬리브의 추출을 가능하게 하며, 다른 한편으로는, 두개의 오리피스(orifice)를 수득할 수 있게 한다: 슬리브의 실제 유입구에 있는 오리피스 중 하나는 이중 내부적 원주 모따기(chamfer)를 가진 오리피스인데, 이 오리피스는 주조시에 슬리브가 그 기능을 수행할 때, 데드헤드 안에서 동일한 배출구를 생성할 수 있다. 유입구 반대편 기반 안에 있는 또다른 오리피스는 슬리브가 경화된 이후에 저렴한 물질로 폐쇄되게 되는데, 이는 슬리브의 그 부위가 주조 공정에서 아무런 작용기능을 가지지 않으며, 오직 모래나 다른 바람직하지 않은 물질들이 데드헤드 안으로 떨어지는 것을 막기 위해 폐쇄되는 데에만 필요하기 때문이다. First of all, the starting point for this is to blow the mixture that will make up the fluorine-free sleeve into a mold with two cores, where the core on the one hand allows extraction of the sleeve once the sleeve has cured. On the other hand, it is possible to obtain two orifices: one of the orifices at the actual inlet of the sleeve is an orifice with a double internal circumferential chamfer, which is the sleeve at the time of casting When it does that, it can create the same outlet inside the deadhead. Another orifice in the base opposite the inlet will be closed with an inexpensive material after the sleeve has cured, since that portion of the sleeve has no function in the casting process, only sand or other undesirable materials are introduced into the deadhead. It only needs to be closed to prevent it from falling.

미니-데드헤드를 수득하기 위한 이러한 발열 슬리브는,냉각 상자 블로잉 및 불소-없는 혼합물의 후속적인 경화에 의하여 수득되는데, 불소-없는 혼합물은 (a) 알루미나 실리케이트의 중공 구; (b)다음을 포함하는 발열 물질을 포함한다:Such exothermic sleeves for obtaining mini-deadheads are obtained by cold box blowing and subsequent curing of the fluorine-free mixture, the fluorine-free mixture comprising (a) a hollow sphere of alumina silicate; (b) Contains exothermic materials, including:

a) 단열/ 내화성 물질.a) insulation / fireproof material.

b) 산화가능한 금속. b) oxidizable metals.

c) 산화제. c) oxidant.

d) 반응 개시제 원소로서의 마그네슘. d) magnesium as a reaction initiator element.

e) 냉각 상자에서 정제된 촉매. e) purified catalyst in cooling box.

알루미늄 실리케이트의 중공 미소구는 기본적으로 단열 물질로 사용된다. 모래와 이러한 알루미늄 실리케이트 구의 혼합물은 단열 성질의 손상(detriment)에 대히여 슬리브의 기계적 성질을 향상시키는 것이 필요할 때, 사용될 수도 있다. Hollow microspheres of aluminum silicate are basically used as insulating material. Mixtures of sand and such aluminum silicate spheres may be used when it is necessary to improve the mechanical properties of the sleeve against detriment of thermal insulation properties.

산화가능한 금속 알루미늄으로서, 실리콘 및 다른 물질들이 사용될 수 있다. 바람직하게는 고운 분말과 굵은 분말을 조합한 상태의 알루미늄을 사용한다.As the oxidizable metal aluminum, silicon and other materials can be used. Preferably aluminum in the state which combined the fine powder and the coarse powder is used.

산화제로서, 질산염(nitrate), 염소산염(chlorates), 과망간산염(permanganates) 및 철 산화물과 마그네슘 산화물과 같은 금속 산화물이 사용될 수 있으며, 또한 이들 화합물의 조합도 사용될 수 있다. As the oxidizing agent, nitrates, chlorates, permanganates and metal oxides such as iron oxides and magnesium oxides can be used, and combinations of these compounds can also be used.

발열 반응의 개시제(initiator)로서, 마그네슘이 사용된다. As an initiator of the exothermic reaction, magnesium is used.

이러한 혼합물이 일단 주형 안으로 블로잉되고, 슬리브가 추출 및 경화되면, 유입구 반대편에 있는 오리피스는 플라스틱, 목재, 톱밥, 모래, 등 및 심지어 슬리브와 동일한 물질로 된 플러그로 폐쇄된다.Once this mixture is blown into the mold and the sleeve is extracted and cured, the orifice opposite the inlet is closed with a plug of plastic, wood, sawdust, sand, etc. and even the same material as the sleeve.

이러한 슬리브를 사용하면, 중간 비스킷을 통한 데드헤드 및 피스 사이의 접촉에 기초한 유사한 품질의 피스를 생성하는 다른 전통적인 공정 비용 보다 비교적으로 저렴한 감소된 비용으로, 데드헤드-피스 접촉 지역에서 흑연 배출구(nodule)의 분해 없이, 고품질의 피스 제조가 가능하다. With such a sleeve, graphite nodules in the deadhead-piece contact area can be reduced at a relatively lower cost than other traditional process costs that produce a similar quality piece based on contact between the deadhead and the piece through the intermediate biscuits. It is possible to manufacture high quality pieces without disassembling).

도 1은 선행기술에 속하는 전통적인 블로잉 및 냉각 상자 경화 공정에 의한 슬리브의 생성 단계들을 도시한다. 이러한 경우에, 슬리브를 생성하기 위한 혼합물은 코어(2)의 도움으로 주형(3)안으로 블로잉되고 [도 1A]; 다음으로, 슬리브(1)는 데드헤드(4)를 위해 의도된 공극에 방치되면서 경화되고 디-몰드 된다 [도 1B]; 그리고 마지막으로, 중간 비스킷(5)은 용융 물질이 오리피스를 지나가도록 하는 데에 사용된다 [도 1C]. 1 shows the steps of producing a sleeve by a traditional blowing and cold box curing process belonging to the prior art. In this case, the mixture for producing the sleeve is blown into the mold 3 with the aid of the core 2 [FIG. 1A]; Next, the sleeve 1 is cured and de-molded while standing in the void intended for the deadhead 4 [FIG. 1B]; And finally, the intermediate biscuits 5 are used to allow molten material to pass through the orifices [FIG. 1C].

도 2는 본원 발명에 의하여 개시된 블로잉 및 냉각 상자 경화 공정에 따른 발열 슬리브의 생성 단계들을 도시한다. Figure 2 illustrates the steps of producing a heating sleeve according to the blowing and cold box curing process disclosed by the present invention.

<상세한 설명><Detailed Description>

일 양태에서, 본원 발명은 미니-데드헤드를 수득하기 위한 블로잉 및 냉각 상자 경화에 의한, 다음을 포함하는 발열 슬리브의 생성 공정과 관련된다: In one aspect, the present invention relates to a process for producing an exothermic sleeve comprising blowing and cooling box curing to obtain a mini-deadhead, comprising:

(A) 양쪽 끝이 개방되어 있는 경화되지 않은 슬리브를 수득하기 위하여 블로잉 가능한 혼합물을 슬리브의 유입구에서 이중 모따기를 형성하는 두 개의 코어 및 주형 사이로 결정되는 공극에 있는 냉각 상자 경화 주형 안에 블로잉 함으로써 도입하는 단계. 여기서, 상기 혼합물은 다음을 포함한다:(A) introducing a blowable mixture by blowing into a cold box hardening mold in the cavity determined between the mold and the two cores forming a double chamfer at the inlet of the sleeve to obtain an unhardened sleeve with both ends open; step. Wherein the mixture comprises:

a) 다음을 기초로 한 슬리브를 생성하기 위한 불소-없는 조성 물: a) Fluorine-free composition for producing a sleeve based on:

a.1) 단열/내화성 물질. a.1) Insulation / fire resistant material.

a.2) 발열 반응을 유도할 수 있는 산화가능한 금속 및 산화제, 그리고 반응의 개시 물질로서 마그네슘을 포함하는 발열 혼합 물.a.2) an exothermic mixture comprising an oxidizable metal and an oxidant capable of inducing an exothermic reaction and magnesium as a starting material of the reaction.

b) 냉각 상자 경화를 위한 결합제; b) binders for curing the cold box;

(B) (A)에서 제조된 경화되지 않은 슬리브를 냉각 상자 경화 촉매에 접촉시 키는 단계; (B) contacting the uncured sleeve made in (A) with a cold box curing catalyst;

(C) 슬리브 생성물을 경화시키기 위해 (B)로부터 방치시키는 단계;(C) leaving the sleeve product from (B) to cure;

(D) 경화된 슬리브를 주형으로부터 제거하는 단계; 그리고 (D) removing the cured sleeve from the mold; And

(E) 슬리브의 유입구 반대편 오리피스 내부에 플러그를 위치시키는 단계. (E) positioning the plug inside the orifice opposite the inlet of the sleeve.

도 2에서 식별할 수 있는 바와 같이, 선행기술에 속하는 전통적인 공정(도 1)과 대조적으로, 본원 발명에 의하여 개시되는 공정에서는, 발열 슬리브를 생성하기 위한 불소-없는 혼합물이 주형(3)과 코어들(2,2')사이로 결정된 공극에서 주형안으로 블로잉된다[도 2A]. 코어들(2,2')은 슬리브를 후속적으로 추출할 수 있게 할 뿐 아니라, 슬리브의 유입구 안에 있는 이중 모따기(8)를 생성한다. 슬리브(1)는 경화될 때, 데드헤드(14)로 의도된 공극에 방치되면서 디-몰드된다[도 2B]; 그리고, 마지막으로, 플러그(9)는 주조 작업을 하는 동안 모래 또는 임의의 다른 바람직하지 않은 원소가 데드헤드로 의도된 공동안으로 들어오는 것을 막기 위하여 슬리브의 개방된 단부에 위치한다 [도 2C]. As can be seen in FIG. 2, in contrast to the traditional process belonging to the prior art (FIG. 1), in the process disclosed by the present invention, the fluorine-free mixture for producing the exothermic sleeve comprises the mold 3 and the core. Blows into the mold at the voids determined between them (2, 2 ') (FIG. 2A). The cores 2, 2 ′ not only enable the subsequent extraction of the sleeve, but also create a double chamfer 8 in the inlet of the sleeve. When the sleeve 1 is cured, it is de-molded, leaving the void intended by the deadhead 14 (FIG. 2B); And finally, the plug 9 is located at the open end of the sleeve to prevent sand or any other undesirable element from entering the cavity intended as the deadhead during the casting operation [FIG. 2C].

슬리브의 이중 모따기(8)는 피스로부터 데드헤드를 분리시키는 절단선(cutting line)을 결정하고 절단선을 용이하게 하는 바퀴자국(rut) 또는 홈과 동일한 형태를 데드헤드 내에서 생성하게 된다. The double chamfer 8 of the sleeve determines in the deadhead the same shape as a rut or groove that determines the cutting line that separates the deadhead from the piece and facilitates the cutting line.

슬리브를 생성하기 위한 불소-없는 조성물 안에 존재하는 단열/내화성 물질(a.1)은 비록 그 물질이 특정 양의 모래를 함유할 수도 있지만, 단열 용량을 무시하고, 슬리브의 기계적 성질을 향상시키는 것이 바람직하다는 가정하에, 기본적으로 알루미늄 실리케이트의 중공 미소구를 포함하는 물질이다. Insulating / refractory materials (a.1) present in a fluorine-free composition for producing a sleeve, although the material may contain a certain amount of sand, ignore the thermal insulation capacity and improve the mechanical properties of the sleeve. Under the assumption that it is preferred, it is basically a material comprising hollow microspheres of aluminum silicate.

일반적으로, 단열/내화성 물질(a.1)의 양은 불소-없는 조성물의 총 중량에 대하여 30 내지 70 중량%가 될 것이다. Generally, the amount of insulation / fire resistant material (a.1) will be from 30 to 70% by weight relative to the total weight of the fluorine-free composition.

슬리브를 생성하기 위한 불소-없는 조성물 안에 존재하는 발열 물질(a.2)은 발열 반응을 유도할 수 있는 산화가능한 금속 및 산화제를 포함하며, 여기에서 상기 발열 물질은 다음을 포함한다: The exothermic material (a.2) present in the fluorine-free composition for producing the sleeve comprises an oxidizable metal and an oxidant capable of inducing an exothermic reaction, wherein the exothermic material includes:

(i) 발열 반응의 개시 원소로서의 마그네슘 외에 하나 이상의 산화가능한 금 속, 바람직하게는 분말 알루미늄 및 낟알로 된 알루미늄의 혼합물. (i) a mixture of one or more oxidizable metals, preferably powdered aluminum and aluminum of grains, in addition to magnesium as the starting element of the exothermic reaction.

(ii) 산화가능한 금속과 반응할 수 있고, 금속의 주입 온도에서 발열 반응을 유도할 수 있는 산화제, 상기 산화제는 (a) 알칼리성 금속 또는 알칼리성 토류(예컨대, 알칼리성 금속 또는 알칼리성 토류의 질산염, 염소산염 및 과망간산염); (b) 금속 산화물(예컨대, 철 및 망간 산화물, 바람직하게는 철 산화물); 그리고 (c) (a)와 (b)의 혼합물에 의하여 형성되는 군으로부터 선택된다. 상기 발열 물질(a.2)은 블로잉 될 수 있기 위하여 비-섬유상 형태로 존재한다.(ii) an oxidizing agent capable of reacting with an oxidizable metal and inducing an exothermic reaction at an implantation temperature of the metal, the oxidizing agent being (a) an alkali metal or alkaline earth (e.g., nitrates, chlorates of alkaline metals or alkaline earth) and Permanganate); (b) metal oxides (eg iron and manganese oxides, preferably iron oxides); And (c) a group formed by a mixture of (a) and (b). The heating material (a.2) is present in non-fibrous form in order to be blown.

본원 발명에 따른 발열 슬리브를 생성하기 위한 조성물의 성질은, 상기 조성물이 발열반응의 개시제로서 통상적으로 이용되는 불화된 무기 융제(flux) 없이 만들어진다는 점에 있다. 마그네슘이 불화된 무기 융제 대신 사용되는데, 마그네슘은 더 낮은 온도에서 반응하며, 이에 의하여 산화가능한 금속과 산화제 사이에서 유도되는 발열 반응이 조기에 시작된다.The nature of the composition for producing the exothermic sleeve according to the invention lies in that the composition is made without the fluorinated inorganic flux commonly used as an initiator of the exothermic reaction. Magnesium is used in place of the fluorinated inorganic flux, which reacts at lower temperatures, whereby the exothermic reaction induced between the oxidizable metal and the oxidant begins early.

산화가능한 금속과 산화제 사이의 반응은 열을 생성하고 그에 의하여 발열 슬리브의 열적 성질을 증진시키는 발열 반응이다. 그러므로 탕구안에서 용융물의 온도 손실이 감소하고, 용융물은 오랜 시간동안 더 뜨겁고 액체상태로 유지된다. The reaction between the oxidizable metal and the oxidant is an exothermic reaction that generates heat and thereby enhances the thermal properties of the exothermic sleeve. Therefore, the temperature loss of the melt in the mouth is reduced, and the melt remains hotter and liquid for a long time.

슬리브 안에서 달성하기 원하는 발열적 성질의 수준에 따라, 발열 물질(a,2) 안에 존재하는 산화가능한 금속의 양은 슬리브를 생성하기 위한 불소-없는 조성물의 총 중량에 대하여 20 내지 30 중량%가 되도록 하는 것이 바람직하다. Depending on the level of exothermic properties desired to be achieved in the sleeve, the amount of oxidizable metal present in the exothermic material (a, 2) is 20 to 30% by weight relative to the total weight of the fluorine-free composition for producing the sleeve. It is preferable.

본원 발명에 의하여 개시된 공정은 적절한 중량 비율로 성분 A에 존재하는 단열 물질(a.1) 및 발열 물질(a.2)을 일정량 사용함으로써 발열 슬리브에서의 단열 및 발열 성질을 원하는 균형으로 간단히 수득할 수 있게 한다. The process disclosed by the present invention simply obtains the desired thermal and exothermic properties in the exothermic sleeve in a desired balance by using a certain amount of the insulative material (a.1) and exothermic material (a.2) present in component A in an appropriate weight ratio. To be able.

본원 발명에 의해 개시된 슬리브 제조 공정에 따른 슬리브를 생성하기 위한 혼합물에서 사용될 수 있는 냉각 상자 경화 결합제는 공지되어 있다. 원칙적으로, 슬리브의 형태로 슬리브를 생성하기 위한 불소가 없는 조성물을 유지하고, 경화 촉매의 존재하에서 중합될 수 있는 임의의 냉각 상자 경화 결합제가 사용될 수 있다. 한 예로서, 기체 상태에서 적절한 촉매에 의하여 활성화 될 수 있는 페놀 수지, 페놀-우레탄 수지, 에폭시 아크릴릭 수지, 알칼리성 페놀 수지, 실리케이트 수지 등이 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 냉각 상자 경화 결합제는 SO₂(이산화황) 기체에 의하여 활성화되는 에폭시 아크릴릭 수지 그리고 EXACTCAST®(Ashland)로서 알려져 있는, 아민 기체에 의하여 활성화되는 페놀-우레탄 수지중에서 선택된다.Cooling box hardening binders that can be used in mixtures for producing sleeves according to the sleeve manufacturing process disclosed by the present invention are known. In principle, any cold box cure binder can be used that maintains the fluorine free composition for producing the sleeve in the form of a sleeve and can be polymerized in the presence of a cure catalyst. As one example, phenolic resins, phenol-urethane resins, epoxy acrylic resins, alkaline phenolic resins, silicate resins, and the like, which can be activated by a suitable catalyst in the gas phase, can be used. In certain embodiments, the cold box curing binder is selected from epoxy acrylic resins activated by SO ₂ (sulfur dioxide) gas and phenol-urethane resins activated by amine gas, known as EXACTCAST® (Ashland).

냉각 상자 경화 결합제의 필요량은 슬리브의 형태를 유지하고 효과적인 경화를 가능하게 하는 효과량, 즉 슬리브를 경화단계 이후에 조절되어 생성될 수 있게 하는 양이다. 한 예로서, 냉각 상자 경화 결합제의 양은 슬리브를 생산하기 위한 조성물의 총 중량에 대하여 1 내지 10 중량%가 된다. The required amount of cold box cure binder is an amount effective to maintain the shape of the sleeve and allow for effective cure, ie the sleeve can be adjusted and produced after the curing step. As an example, the amount of cold box cured binder is 1 to 10% by weight relative to the total weight of the composition for producing the sleeve.

냉각 상자 경화를 위한 촉매는 기체 형태로 사용되며, 슬리브가 제어가능한 밀도에 도달할 때까지 슬리브를 통하여 지나갈 수 있도록 만들어진다. 기체 상태에서의 촉매는 이용되는 냉각 상자 경화 결합제에 따라서 아민, 이산화탄소, 메틸 포메이트(methyl formate), 이산화 황 등이 될 수 있다.Catalysts for cold box hardening are used in gaseous form and are made to pass through the sleeve until the sleeve reaches a controllable density. The catalyst in the gaseous state may be amine, carbon dioxide, methyl formate, sulfur dioxide and the like depending on the cold box curing binder used.

슬리브를 생성하기 위한 조성물의 성분을 적절하게 조절하고 선택하여, 내부 및 외부 차원 모두의 정확성을 가진 발열 슬리브를 수득할 수 있는데, 발열 슬리브는 제조된 이후에 추가적인 조작을 수행할 필요 없이 주물 내의 주형 집합체(moulding assembly)에 쉽게 연결될 수 있다. By appropriately adjusting and selecting the components of the composition for producing the sleeve, one can obtain a heating sleeve with accuracy in both inner and outer dimensions, wherein the heating sleeve can be molded in a casting without the need for further manipulation after it has been manufactured. It can be easily connected to a molding assembly.

본원 발명에 의하여 개시된 공정에 따라 수득할 수 있는 발열 슬리브는 본원 발명의 추가적 양태를 구성한다. The exothermic sleeve obtainable according to the process disclosed by the present invention constitutes a further aspect of the present invention.

도 2에서 식별할 수 있는 바와 같이, 본원 발명에 의하여 제공된 슬리브(1)은 다음을 포함한다: As can be seen in FIG. 2, the sleeve 1 provided by the present invention comprises:

(i) 데드헤드(4)로 의도되는 공극을 둘러싸고 그리고 유입구에 이중 모따기(8)를 가지는 바디(body), 그리고 (i) a body surrounding the void intended as deadhead 4 and having a double chamfer 8 at the inlet, and

(ii) 유입구의 반대편 기반 안에 있는 플러그(9). (ii) a plug (9) in the base opposite the inlet.

본원 발명에 의하여 제공되는 슬리브 안에 존재하는 이중 모따기(8)는 혼합물의 블로잉 단계 동안 2개의 코어(2,2')의 결합된 작용에 기인한다. 이중 모따기(8)는 주조 피스로부터 동일한 분리를 용이하게 하는 바퀴자국(rut) 또는 홈을 데드헤드 안에서 결정한다. The double chamfer 8 present in the sleeve provided by the present invention is due to the combined action of the two cores 2, 2 ′ during the blowing step of the mixture. The double chamfer 8 determines in the deadhead a rut or groove that facilitates the same separation from the casting piece.

2개의 코어의 결합된 작용을 포함하는 본원 발명에 의하여 제공되는 슬리브의 제조 공정으로 인하여, 2개의 개방된 단부가 생성된다. 주형에 모래 또는 임의의 다른 바람직하지 않은 원소가 쌓이는 동안 또는 주조 작용을 하는 동안, 모래 또는 임의의 다른 바람직하지 않은 원소가 슬리브의 내부로 들어가는 것을 막기 위하여 하나의 개방된 단부는 플러그(9)로 폐쇄되는 반면, 상기 단부 중의 다른 하나는 이중 모따기(8)를 보유한다. 그러므로, 상기 플러그(9)는 구조적 목적을 가지지 않으며 데드헤드의 형성 또는 데드헤드의 작용에 개입하지 않고, 이러한 이유로, 플러그의 생성에 사용되는 물질은 실제로 편리하게 임의의 물질, 플라스틱, 목재, 톱밥, 종이, 모래 등 또는 심지어 슬리브를 구성하는 실제 물질과 같은 저렴한 물질이 될 수 있다. Due to the manufacturing process of the sleeve provided by the present invention comprising the combined action of two cores, two open ends are created. While the sand or any other undesirable element accumulates in the mold or during casting, one open end is plugged into the plug 9 to prevent sand or any other undesirable element from entering the interior of the sleeve. While closed, the other one of these ends has a double chamfer 8. Therefore, the plug 9 has no structural purpose and does not interfere with the formation of the deadhead or the action of the deadhead, and for this reason, the material used for the production of the plug is actually conveniently any material, plastic, wood, sawdust It may be an inexpensive material, such as paper, sand, or even the actual material making up the sleeve.

동일한 발열 용량의 불화된 융제(flux)를 가진 발열 슬리브 및 본원 발명에 따라 불소-없는 융제를 가진 발열 슬리브를 수득하기 위한 블로잉 가능한 혼합물이 아래 비교표에서 제공된다.Blowable mixtures for obtaining exothermic sleeves with fluorinated flux of the same exothermic capacity and exothermic sleeves with fluorine-free fluxes according to the invention are provided in the comparative table below.

동일한 정도의 발열성을 가지는 혼합물의 코스트(cost)Cost of Mixture with Equal Exothermicity

알루미늄 실리케이트, 분말 알루미늄과 같은 산화가능한 금속, 산화제, 발열 반응의 개시제 원소인 마그네슘으로 구성되는 불소-없는 혼합물로 미니-데드헤드의 슬리브를 생성하기 위한 공정은 두개의 개방(그 중 하나는 사용되기 전에 플러그에 의하여 폐쇄되는)이 제공되는 슬리브를 생성하기 위하여 두개의 코어로 고정되는 주형안에서 블로잉에 의하여 유도된다. The process for producing a sleeve of a mini-deadhead with a fluorine-free mixture consisting of aluminum silicate, an oxidizable metal such as powdered aluminum, an oxidant, and magnesium, an initiator element of the exothermic reaction, has two openings, one of which is used Guided by blowing in a mold that is secured by two cores to create a sleeve that is provided (previously closed by a plug).

Claims

주물 주형에 대하여 블로잉 및 냉각 상자 경화단계에 의한, 다음을 포함하는 발열 슬리브의 생성 공정: A process for producing a heating sleeve comprising the steps of blowing and cooling box curing of the casting mold, including:

(A) 두 개의 코어와 주형사이로 결정되는 공극에서 발열 슬리브를 생 성하기 위한 혼합물을 블로잉함으로써, 양쪽 단부가 개방되어 있 고, 한쪽 개방은 일반적으로 평평한 반면, 유입구의 다른 한쪽 개방은 내부적 이중 모따기를 가지고 있는 경화되지 않은 슬리브를 수득하는 단계, 여기서 발열 슬리브를 생성하기 위한 혼합물은 다음을 포함한 다:(A) By blowing the mixture to create a heating sleeve in the cavity determined between the two cores and the mold, both ends are open and one opening is generally flat while the other opening of the inlet is an internal double chamfer. Obtaining an uncured sleeve having a mixture, wherein the mixture for producing the exothermic sleeve comprises:

a. 다음을 포함하는 슬리브를 생성하기 위한 불소-없는 조성 물:a. Fluorine-free composition for producing a sleeve comprising:

a.1) 단열/ 내화성 물질a.1) insulation / fireproof material

a.2) 발열 반응을 유도할 수 있는 산화가능한 금속, 산화 제 및 반응의 개시제 원소로서의 마그네슘을 기초로 한 발열 혼합물;a.2) an exothermic mixture based on an oxidizable metal capable of inducing an exothermic reaction, an oxidant and magnesium as an initiator element of the reaction;

b. 냉각 상자 경화를 위한 결합제; b. Binders for curing cold boxes;

(B) (A)에서 제조된 경화되지 않은 슬리브를 상기 경화되지 않은 슬리브를 경화시키는 촉매와 접촉시키는 단계; (B) contacting the uncured sleeve prepared in (A) with a catalyst that cures the uncured sleeve;

(c) (B)로부터 생성된 슬리브를 방치시켜 경화시키는 단계; (c) leaving the sleeve resulting from (B) to cure;

(D) 주형으로부터 경화된 슬리브를 제거하는 단계; 그리고 (D) removing the cured sleeve from the mold; And

(E) 슬리브의 유입구 반대편 기반의 오리피스 안에 플러그를 위치시키는 단계.(E) positioning the plug in the orifice of the base opposite the inlet of the sleeve.

제 1항에 있어서, 내화성 성질을 가진 상기 단열 물질은(a.1) 중공 미소구의 형태인 알루미늄 실리케이트인 것을 특징으로 하는 생성 공정.The process of claim 1 wherein the thermally insulating material having fire resistant properties is (a.1) aluminum silicate in the form of hollow microspheres.

제 1항에 있어서, 상기 산화가능한 금속은 알루미늄이고, 바람직하게는 산화가능한 금속의 고운 분말 및 굵은 분말의 혼합물인 것을 특징으로 하는 생성 공정.The process of claim 1, wherein the oxidizable metal is aluminum, preferably a mixture of fine powder and coarse powder of oxidizable metal.

제 1항에 있어서, 상기 산화제는 알칼리성 금속 또는 알칼리속 토류, 금속 산화물 및 이들의 혼합물의 염에 의하여 형성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 생성 공정.The process of claim 1 wherein the oxidant is selected from the group formed by salts of alkaline metal or alkaline earth earth, metal oxides and mixtures thereof.

제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 산화제는 알칼리성 금속 또는 알칼리성 토류의 질산염, 염소산염, 과망간산염, 철 산화물, 망간 산화물, 그리고 이들의 혼합물로부터 형성되는 군에 의하여 선택되는 것을 특징으로 하는 생성 공정. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the oxidizing agent is selected by the group formed from nitrates, chlorates, permanganates, iron oxides, manganese oxides, and mixtures thereof of alkaline metals or alkaline earths. Producing process.

제 1항에 있어서, 상기 발열 물질(a.2)은 비-섬유상 형태, 즉, 블로잉 가능한 형태인 것을 특징으로 하는 생성 공정. 2. Process according to claim 1, characterized in that the exothermic material (a.2) is in a non-fibrous form, ie a blowable form.

제 1항에 있어서, 상기 냉각 상기 경화 결합제는 페놀 수지, 페놀-우레탄 수지, 아크릴 수지, 알칼리성 페놀 수지 및 실리케이트 수지에 의하여 형성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 생성 공정. The process of claim 1 wherein said cooling said curing binder is selected from the group formed by phenolic resins, phenol-urethane resins, acrylic resins, alkaline phenolic resins and silicate resins.

제 12항에 있어서, 상기 냉각 상자 경화 결합제는 SO₂(이산화황)기체에 의하여 활성화되는 아크릴 수지 및 아민 기체에 의하여 활성화되는 페놀-우레탄 수지에 의하여 형성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 생성 공정. 13. The process of claim 12, wherein the cold box curing binder is selected from the group formed by acrylic resins activated by SO ₂ (sulfur dioxide) gas and phenol-urethane resins activated by amine gas.

제 1항에 있어서, (B)단계에서, (A)단계에서 준비된 경화되지 않은 슬리브는 상기 슬리브의 경화에 적합한 기체 상태에서 촉매와 접촉하도록 두는 것을 특징으로 하는 생성 공정. The process of claim 1, wherein in step (B), the uncured sleeve prepared in step (A) is placed in contact with the catalyst in a gaseous state suitable for curing the sleeve.

제 1항에 있어서, 경화되지 않은 슬리브를 경화하기 위한 상기 촉매는 페놀-우레탄 수지를 활성화 시키기 위한 기체 상태의 아민; 아크릴 수지를 활성화 시키 기 위한 기체상태의 이산화황; 알칼리성 페놀 수지를 활성화 시키기 위한 기체 상태의 이산화탄소 또는 메틸 포메이트; 그리고 소듐 실리케이트 수지를 활성화 시키기 위한 이산화탄소에서부터 선택되는 기체 상태의 촉매인 것을 특징으로 하는 생성 공정. The catalyst of claim 1, wherein the catalyst for curing the uncured sleeve comprises a gaseous amine for activating the phenol-urethane resin; Gaseous sulfur dioxide to activate acrylic resins; Gaseous carbon dioxide or methyl formate to activate alkaline phenolic resins; And a gaseous catalyst selected from carbon dioxide for activating the sodium silicate resin.

유입구 반대쪽 오리피스(orifice)는 플라스틱, 목재, 톱밥, 모래 또는 심지어 슬리브를 구성하는 실제 물질로 된 플러그로 차단되는 반면에, 주형되고, 디 몰딩되고 경화되었을 때, 데드헤드에서 바퀴자국(rut) 또는 홈과 동일한 구조를 생성하는 내부의 주변적 모따기(peripheral chamfer)가 제공되는 데드헤드를 형성해야 하는 용융물의 유입을 위한 유입구를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제 1항에 따른 슬리브. The orifice opposite the inlet is blocked by a plug of plastic, wood, sawdust, sand or even the actual material that constitutes the sleeve, while the wheel or rut at the deadhead when molded, de-molded and cured A sleeve according to claim 1, characterized in that it has an inlet for the inflow of the melt which must form a deadhead provided with an internal peripheral chamfer that creates the same structure as the groove.