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알루미늄 도가니 노의 에너지 절약

전문가 제언: ○ 야금에 사용되는 도가니 노는 내화성 물질로 만들어지며 밀봉이 되어 있다. 과거에는 주로 흑연 또는 내화점토로 만들어져 철강 산업에서 직접 가열하기 위한 도가니로 사용되어 왔으나 최근에는 공기를 배제한 상태에서 유도 가열되는 도가니를 이용하여 고순도의 강철을 얻는 경우에 사용되고 있다. 일반적으로 티탄과 같이 고온 상태에서 공기와 접촉하지 않아야 하는 금속은 밀봉한 도가니에서 녹인 후에 소둔(annealing)시킨다.

○ 또한 용해하고자 하는 소재를 내화물이나 흑연체의 도가니에 넣고 외부에서 가열하여 용해 정제하는 형식의 노는 구리합금, 경합금과 같은 소량의 용해에 많이 사용된다. 가열은 코크스, 도시가스, 중유 등을 연료로 사용하고 노의 안벽에 저항 발열체를 늘어놓고 전기를 통하는 전열방식으로 하고 있다. 또한 도가니 제강법에서는 고철과 탈산제를 도가니에 넣고 밀봉한 다음에 외부에서 가열하면 소재의 녹이나 노의 내부 공기에 의해 경도를 높일 수 있다.

○ 도가니 노의 냉각방법 중 하나로 냉동기 없이 전기를 이용하는 냉각방식이 있다. 열전 반도체 소자에 전류를 흘려주면 한 쪽은 뜨거워지고 다른 한 쪽은 차가와지는데 이를 이용하여 냉각하는 방식이다. 전기극성을 바꾸어주면 반대로 작동하기 때문에 이러한 소자는 냉각뿐만 아니라 히터로도 사용할 수 있다. 이 방식은 저용량 냉장고, 화장품 보관이나 차량용 냉장고 등에 많이 활용되고 있다.

○ 알루미늄 도가니 노는 알루미늄 주조 작업의 처리와 관리를 위해 용해나 적절한 용액의 처리를 통해 주조에 적합한 용액의 품질을 관리하는데 이용되고 있다. 알루미늄 주조에서는 주조의 규모에 따라 용해설비의 크기나 종류를 선정하기 위해서는 설치비용, 주조합금의 종류, 용해속도, 에너지 원가와 인건비 등의 소요비용, 환경규제나 유지보수비 등을 고려하여야 한다. 본 자료는 알루미늄 도가니 노의 에너지 절약에 대한 문제점과 운영방식의 개선을 기술하고 있다. 이 분야는 우리나라도 거의 선진국 수준에 도달해 있지만 기존 기술의 개선사항을 기술하고 있어 관련 분야에서 크게 참고할 수 있는 자료이다.

저자: Aoki Ikuo
자료유형: 학술정보