공업로기술/ 유동층 고온가열장치의 개발
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서울국제야금&주.단조&열처리산업전
유동층 고온가열장치의 개발
福島 信彦 / 中島 潔
1. 서두
유동층로는,
①열전달계수가 높기 때문에, 처리재의 가열속도가 기체분위기로에 비하면 현 저히 빠르다,
②로 내의 온도분석이 양호하기 때문에, 급속가열 비율에는 가열변형이 적다,라고 하는 굉장 히 뛰어난 특성을 갖고 있으면서, 수요가 침상태의 경향이 보인다. 이것은 유동층식의 대형 로, 고온 로에 문제가 있었기 때문은 아닐까라고 생각하여, 당사에서는, 타이호공업(주) 공장 사업부와 협력하여, 하다
오오또요공업(주)의 참가를 얻어, 약간 대형부품을 고온으로 가열할 수 있는 유동층로를 개 발하고, 오늘날까지 상당한 조업실적도 얻었기 때문에, 여기에 그 개요를 본지를 빌려 소개 하려고 한다.

사진 1

사진 2

2. 유동층로 개발 경위
하다오오또요공업(주)는, 국제전공(주)제의 유동 가스로(상품명)에 의한 금형 열처리에 30 년의 경험을 갖고 있었다. 이 유동 가스로에 의한 금형 열처리는,
①전극식 솔트버스와 유사한 단순한 장치이기 때문에 조작이 용이하다.
②탄소입자 연소를 동반한 내열식 전기로이기 때문에, 승온이 빠르고 사이클 타임을 단축 할 수 있다.
③로 내의 유동가스는 적열탄소입자에 의한 자생가스로, 특별한 불활성 가스를 필요로 하 지 않는다.
라는 장점이 있었다.
이 유동가스 로는 1960년대에, 탄소입자 유동층의 도전성에 착안하여 개발되고, 최고 사용 온도 1,300℃라는 고온도로 실현되어, 많은 특징을 발휘했지만, 탄소입자의 비산에 의해 생 긴 환경오염이 문제가 되어, 어느샌가 그 수요도 감소해 버렸다.
당사에서는, 이같은 사정에 있던 하다오오또요공업(주)의 경험을 참고로, 사내에 축적되어 있던 유동층 기술을 기초로 하고, 탄소입자를 사용하지 않고, 극력 유동가스로 성능에 가까 운 특성을 갖진 유동층로가 생기지 않을까라고, 그 개발을 기획했던 참이다.
그림 1

3. 개발로의 규정 개요
1)유동층 retorto수치 : ø750×H750㎜
2)상용사용 온도범위 : 800∼1,050℃
3)가 열 방 식 : 외부가스 연소가열
4)온 도 분 포 정 도 : 1,000℃유지시 ±5℃
5)공 로 승 온 시 간 : 실온에서부터 1,000℃까지 약2시간
6)유동화가스량 15∼25㎥/h
개발로 외형은 사진1,2, 그림1에 나타난대로이다. retort의 높이는, 테스트로 설치장소의 제 약에서 결정된 것으로, 더욱 높이는 것이 가능하다.
또, 최고 사용온도 1,050℃라는 수치는, 아다오오또요공업(주)의 당면한 필요성과 시작비를 감안하여 정한 것으로, 최고사용온도 1,200℃정도까지는, 이 테스트기의 기술을 외연하는 것 만으로 실현할 수 있다.

4. 시험결과의 개요
그림2는, SKD61의 □200×H200㎜를 공시재로서 가열시험을 시행했을 때의, 일 중심온도 경과를 나타낸 것이다.
공시재를 SKD61로 했던 것은, 비교적 열전도가 나쁜 재료, 라는 것을 주안으로 선택한 것으로, 1시간의 유지시간 동안은 극히 양호한 균일온도가 유지되고 있었다. 게다가, 이 테 스트는, 금형 열처리 중에 시행한 것이 아니므로, 따라서, 그림에 나타난 승온, 냉각곡선도 금형 열처리 곡선을 나타낸 것이 아니다.
유동화 가스는, 승온개시부터 840℃유지까지는 공기로 시행하고, 로를 840℃로 유지하고 있는 곳에 work를 장입했지만, work 장입 5분전에 유동성 가스를 N2로 바꾸고, 그 유동을 35㎥〔normal〕/h로 설정하여, 1,020℃로 승온도중, 900℃에서 25㎥〔normal〕/h로 하였 다. 이 테스트에 의해, 이 테스트로가, 작업시간 및 running cost 면에서 양호한 특성을 갖 고 있음이 확실해졌다.

그림 2

5. 결 론
이 로는, 조업을 담당하는 여러분의 의견, 요망을 넣어, 마음대로 사용하고 환경오염 경감 을 위해서도 개선, 개량을 반복하여, 상품으로서도 충분히 고객 여러분의 요망에 부응할 수 있게 되었다고 믿고 있다. 기술적으로는 최고 사용온도 1,200℃ 초 고온로 개발을 목표로 하여, 앞으로도 한층 정진할 것입니다.
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