아크용사법에 의한 구형 인공사 제조에 관한 연구

Abstract

주물사는 사형주조에 있어 중요한 기초 소재로써, 안정적인 수급이 매우 중요하다. 하지만, 국내 주조산업에 사용되는 주물사는 대부분 수입에 의존하고 있으며, 구형 인공사의 경우에는 국산화 개발 및 국내기업의 상업 생산이 없는 실정으로, 전량 수입에 의존하고 있다. 최근 국내의 경우, 주조산업에서 주물의 생산과정에서 발생되는 폐가스, 폐수, 분진, 폐기물과 같은 유해물질 배출과 이로 인한 열악한 작업 환경이 기피 대상이 되어 현재 해결해야 할 당면 과제로 떠오르고 있으며, 주조공장에서 발생되는 먼지·악취 등에 따른 이전요구 및 입주 제한 등 입지 애로가 발생되고 있다. 이러한 당면과제 해결을 위해서는 천연사를 인공사로 대체 적용이 필요하며, 국내 주조업체에 인공사 보급·확산을 위해서는 수입산 인공사 대비 저렴한 국산 인공사 개발에 대한 필요성이 대두 되고 있다. 주물사 수급 안정성 확보 및 보급·확산 가속화를 위해서는 구형 인공사 국산화 개발에 대한 연구 및 상업 생산이 필요하다. 하지만, 구형의 인공사 국산화 개발에 대한 국내 연구는 없는 실정이다. 본 연구에서는 국내산 광물을 활용하여 용융분사법 중 아크 용사법에 의해 제조된 구형 인공사 시작품과 각각의 제조 공법으로 만들어진 상용 구형 인공사의 물성, 주형강도, 물리적 내구성, 열적 내구성, 소결온도, 폭열내열성, 소착시험편 주조 시 소착 결함 발생율에 대한 비교 평가를 실시하였다. 평가 결과, 인공사 시작품에 대한 품질 평가 결과와 원료 광물 별 가격을 종합적으로 고려 하였을 때, 인공사 제조용 원재료 로써 진해산 납석의 활용가치가 높을 것으로 판단 된다.|Foundry sand is an important basic material for sand casting, a stable supply and demand is very important. However, most of the foundry sand used in the domestic casting industry relies on imports, and in the case of spherical artificial sand, there is no localization development and commercial production by domestic companies, so all of them are dependent on imports. Recently, in the case of Korea, the emission of harmful substances such as waste gas, wastewater, dust and waste generated during the production process of castings in the casting industry and the poor working environment resulting from this have become a target to be avoided, and it is emerging as an urgent task to be solved. There are difficulties in location, such as requests for relocation and restrictions on occupancy due to dust and odor generated. In order to solve these challenges, it is necessary to replace natural sand with artificial sand, and to supply and spread artificial sand to domestic casting companies, the need to develop cheaper domestic artificial sand compared to imported artificial sand is emerging. Research and commercial production of the localization of spherical artificial sand are needed to secure the stability of supply and demand of foundry sand and to accelerate its supply and spread. However, there is no domestic research on the development of localization of spherical artificial sand. In this study, a prototype of spherical artificial sand manufactured by arc spraying among melt spraying methods using domestic minerals and foundry sand is an important basic material for sand casting, and stable commercial spherical artificial sand made by each manufacturing methodComparative evaluations were conducted on the physical properties, mold strength, physical durability, thermal durability, sintering temperature, heat explosion resistance, and occurrence rate of seizure defects during casting test specimens. As a result of the evaluation, when the quality evaluation results of artificial sand prototypes and the price of each raw material mineral are comprehensively considered, it is judged that the value is high of pyrophyllite from Jinhae as a raw material for manufacturing artificial sand.