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CO2가스를 이용한 용융 알루미늄의 산화방지 방법

전문가 제언: ○ 알루미늄은 철이나 동합금에 비하여 저융점(660℃)으로 비교적 용해가 용이하나 쉽게 산화되어 용해 시에 드로스(dross)가 많이 발생하므로 용탕 중에 비금속 산화물의 혼입이 문제가 된다. 따라서 용해, 정련, 주조과정에서 알루미늄의 용탕처리기술은 제품의 품질, 제조수율, 제조원가 등에 큰 영향을 미친다.

○ 알루미늄 지금이나 스크랩을 용해한 용탕 중에는 다량의 수소와 비금속개재물이 불순물로 함유되어 있어 주조하기 전에 탈가스 처리, 슬래그 제거, 개재물의 여과처리, 성분조정 등의 용탕처리를 하게 되므로 공기와의 접촉기회가 많아 산화에 의한 드로스의 발생이 많게 된다.

○ 드로스로부터 용탕 중에 혼입되는 비금속 개재물은 구형이나 망상으로 된 알루미나(Al2O3) 재질의 필터로 걸러서 제거되는데 이와 같은 베드식 필터링법으로 대표적인 것이 ALCOA469법이다. 여기에서는 여과층의 하부에 설치된 노즐을 통하여 Ar+Cl2 혼합가스를 공급하여 사용하므로 부식성이 있는 Cl2가스의 처리가 문제시된다.

○ 필터식 여과장치를 사용하지 않고 용탕 중에 불활성 가스의 기포를 발생시켜 수소나 개재물을 기포에 흡수시켜 제거하는 방법으로서 SNIF(Spinning Nozzle Inlet Flotation Process)법, GBF(Gas Bubbling Filtration)법이 실용되고 있으며 보다 고품질화를 위하여 (필터처리+탈가스), (탈가스+탈재처리)와 같은 복합처리방법도 개발되고 있다.

○ 본 발명의 기술은 SNIF법이나 GBF법보다는 베드식 여과장치에 대한 적용을 대상으로 하고 있다. 그러나 용탕은 용해에서 주조에 이르기까지의 이동과 처리과정에서 산화가 불가피하므로 산화억제효과가 우수한 본 발명의 CO2 혼합가스 방식은 어떠한 정련법에도 유용하게 적용될 수 있을 것이다. CO2가 산화성 가스임에도 불구하고 산화억제효과가 Ar 분위기보다 크게 나타나고 있는 것은 흥미 있는 결과이나 그 원인이나 메커니즘의 규명이 필요하다.

저자: ALCOA INC.
자료유형: 특허정보