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반응표면분석법 적용 열간 프레스 단조에 의한 AA6061 알루미늄 칩의 직접 재생

전문가 제언: ○ 전 세계의 총 1차 알루미늄 소비량은 2013년에 5,020만 톤이었고, 관리의 부족 등으로 인해 1차 자원들이 나날이 부족해지고 사실 환경에 많은 오염을 가져왔다. 이러한 이유로 효율이 높고 친환경적인 알루미늄 재생기술에 대한 연구는 계속 되어 왔다.

○ 종래의 알루미늄 재생기술은 고비용 처리를 요하는 위험 잔류물을 발생시키고, 알루미늄의 손실이 50%에 도달할 수 있어 결과적으로 이러한 전통적 회수 방법을 매우 비효율적으로 만든다. 본 연구에서는 공정을 더 단순화하고, 재결정 온도 이상에서 이루어지는 공정 덕분에 낮은 에너지 소비 및 낮은 운영비용을 보여주는 열간 단조에 의한 알루미늄의 고체 상태에서의 직접재생이라는 새로운 접근법을 소개하였다.

○ ANOVA 분석과 결합시킨 최적화 결과는 홀딩시간이 가장 큰 영향력을 가지며 다음에 예압축, 칩 크기 순서로 UTS에 영향을 끼친다. 제안된 바람직한 해법으로부터 큰 칩 크기(large chip size)로 더 긴 홀딩시간과 더 많은 예압축을 하는 것이 UTS 값을 높일 것이라는 결론을 얻을 수 있다.

○ 국내의 경우에는 수년 전에 한국생산기술연구원에서 고압 압축 성형기술(400MPa)을 이용한 알루미늄 칩의 브리켓(briquette)화 기술개발 및 압축밀도 2.4g/cm³ 이상을 확보할 수 있는 알루미늄 브리켓 성형기술을 개발·보급했다. 압축성형에 의해 제작된 고밀도 브리켓은 용탕 장입 과정에서 찌꺼기(dross) 발생을 억제하여 재생효율을 90% 이상으로 향상시키고 칩에 포함된 절삭유의 92%를 회수할 수 있다.

○ 기존의 알루미늄 칩 재생방법은 용해과정에서 칩에 내포된 절삭유 연소에 의한 다량의 대기 유해물질 발생 및 산화 등에 의한 낮은 재생효율이 문제점이었다. 본 연구에서 기술된 고체 상태에서 열간 프레스 단조를 통한 직접재생은 저에너지, 고효율 및 친환경이라는 여러 문제점을 해결할 수 있는 좋은 방법인데 향후 연구과제 역시 이러한 세 가지 관점에서 접근한다면 더욱 획기적인 방법이 나오리라 기대한다.

저자: S.S. Khamis, M.A. Lajis, R.A.O. Albert
자료유형: 학술정보