수소 분위기 환원로
수소 분위기로 (Hydrogen Atmosphere Sintering Furnace) 란 ?
- Brother Furnace사의 수소 분위기 전기로는 최대 1700°C의 온도에서 작동합니다.
- 폭발 방지형 수소 분위기 설계에 안전 밸브와 누출 감지 장치가 장착되어 있으며,
- 경질 합금 소결 및 자성 재료 열처리에 최적화되어 있습니다.
수소 분위기로 – 소개
- 수소 분위기 전기로는 수소 분위기에서 재료를 소결 또는 어닐링하기 위해 특별히 설계되었습니다. 최고 온도는 1700℃에 달할 수 있습니다. 전기로 내부 재질로는 알루미나 섬유가 사용되며, 발열체로는 몰리브덴 와이어가 사용됩니다. 냉각수 파이프는 전기로 본체 상단의 밀봉판에 내장되어 작동 중 밀폐 성능을 보장합니다.
- 이 전기로는 형광 재료, 티타늄 합금 등 불활성 가스 또는 환원 분위기에서 소결해야 하는 재료에 적합 합니다. 또한 질소/아르곤 등 다른 종류의 가스를 전기로에 주입할 수도 있습니다 .
- 일반적으로 수소를 도입하면 해당 물질에서 환원 반응이 일어날 수 있습니다.
- 수소는 완전 자동 유량 제어기를 통해 제어됩니다. 오류가 감지되면 시스템은 즉시 안전 상태로 전환됩니다. 또한, 용광로 상단에 수소 센서가 설치되어 있어 수소 누출이 감지되면 센서가 즉시 반응 합니다
수소 분위기로 – 외형 – 기능
| 사진 위치 | 장치 | 역할 |
|---|---|---|
| 왼쪽 위 | 로 도어와 잠금 핸들 | 시료를 넣고 도어를 밀폐합니다. |
| 오른쪽 위 | 제어반 | 터치스크린, 표시계 및 버튼으로 운전 상태를 확인하고 장비를 조작합니다. |
| 왼쪽 아래 | 압력계, 유량계 및 조작 스위치 | 압력과 가스 흐름을 확인하고 관련 기능을 조작합니다. |
| 오른쪽 아래 | 수소 배기가스 점화 장치 | 로에서 배출되는 수소를 점화하여 연소시키는 장치 |
수소 분위기로 (Hydrogen Atmosphere Sintering Furnace) – 응용
- 금속: 산화 방지를 위해 수소로 환원 처리합니다.
스테인리스강 및 니켈 합금과 같이 산화에 민감한 금속에 적용 가능합니다.
- 분말 야금: 금속 분말 내 산화물을 줄여 제품 순도를 향상시키는 데 사용됩니다.
철계, 구리계, 니켈계 및 기타 분말 재료의 소결 및 환원에 적용 가능합니다.
- 세라믹: 고온 처리 중 산화를 방지합니다.
질화규소, 탄화규소 등의 세라믹 재료의 소결 및 열처리에 적용 가능합니다.
- 허난성 정저우 BROTHER FURNACE사의 고온진공로는 칭화대 등 세계 유명 대학교와 국가 연구소에서 파트너쉽을 가지고 사용하고 있습니다.
- 한국의 국가 연구소 및 많은 산업체에서도 사용 중 입니다.
수소 분위기로 – 모델별 사양
| 모델 | 최대 온도 | 챔버 크기 | 전압 | 출력 |
|---|---|---|---|---|
| BR-16AH2-5 | 1,200 °C | 150 × 150 × 200 mm | 220 V | 6 kW |
| BR-16AH2-12 | 1,200 °C | 200 × 200 × 300 mm | 220 V | 8 kW |
| BR-16AH2-36 | 1,200 °C | 300 × 300 × 400 mm | 380 V | 12 kW |
*다른 사이즈도 주문 제작 가능합니다.
수소 분위기로 (Hydrogen Atmosphere Sintering Furnace) – 작동원리
- 작동 온도는 0℃ ~ 1600℃ 범위에서 조절할 수 있습니다.
- 발열체: 고순도 몰리브덴선(몰리브덴 함량 99.99%)
- 이중 외피 구조와 공랭식 및 수랭식 시스템을 통해 내부 압력을 0.02MP의 양압으로 유지하고 최대 -0.1MP의 음압을 구현합니다.
- 압력 센서와 압력 제어기를 제작하고, 설정된 압력 제한에 따라 고압 및 저압으로부터 보호하기 위해 입구 및 출구 밸브를 제어합니다.
- 용광로 본체에는 두 개의 대용량 유량계(N2: 0~3.5L/min, H2: 0~3.5L/min) 플로트 유량계가 장착되어 있어 가스 유량을 자유롭게 제어할 수 있습니다.
- H2 안전 장치: H2 배기가스가 자동으로 점화되어 연소됩니다. 화염 감지기가 화염이 꺼지면 자동으로 점화합니다. 점화에 실패하면 H2 공급이 자동으로 차단되고 안전을 위해 N2가 주입 됩니다.
- 경고: 수소 누출을 감지하여 알려주는 적합한 수소 감지기를 반드시 설치해야 합니다.
수소 탈바인더 소결로 란 ?
- 수소 탈지 소결로는 바인더가 포함된 금속 분말 성형품을 가열해 바인더를 제거한 뒤 소결하는 장비입니다.
- 일반 수소 분위기로가 주로 수소 중 열처리 환원 소결에 사용되는 것과 달리, 탈지 공정까지 처리하도록 설계되었습니다.
- 탈지 중 발생하는 배출물을 모으기 위해 별도의 포집 탱크를 갖추고 있습니다.
- 탈지 후에는 수소 분위기에서 산화물 환원과 소결을 진행할 수 있습니다.
이 수소 탈바인더-소결로는 주로 초경합금, 금속 세라믹, 열 차폐 코팅 재료, 알루미늄 합금 재료, 텅스텐 합금 재료 등과 같은 금속화 공정에 적용됩니다.
수소 탈바인더 소결로 – 특징
- 지능형 제어
- 균일 온도
- 안정적인 작동
- 안전하고 내구성이 뛰어나며 신뢰할 수 있습니다
- 허난성 정저우 BROTHER FURNACE사의 고온진공로는 칭화대 등 세계 유명 대학교와 국가 연구소에서 파트너쉽을 가지고 사용하고 있습니다.
- 한국의 국가 연구소 및 많은 산업체에서도 사용 중 입니다.
수소 탈바인더 소결로 – 사양
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 정격 전압 | 220 V, 50 Hz |
| 정격 출력 | 8 kW |
| 정격 온도 | 실온 ~ 1,600 °C |
| 발열체 | 고순도 몰리브덴 와이어 |
| 챔버 소재 | 고순도 발포 세라믹 |
| 챔버 크기 (가로 × 세로 × 깊이) | 200 × 200 × 300 mm |
| 최대 진공도 | -98 kPa (제조사 표기) |
| 작동 압력 | 112~116 kPa (제조사 표기) |
| 정격 장입량 | 탈바인더 20 kg / 소결 80 kg |
| 안전 및 공정 장치 | 수소 배기가스 점화 장치 / H2·O2 분석 장치 / 탈지 배출물 포집 탱크 |
| 선택 사양 | 습식 수소 시스템(습식 수소 탱크, 이슬점 측정기 등) |
* 특별한 사이즈나 디자인이 필요하시면 언제든지 문의해 주세요.
수소 탈바인더 소결로 – 분위기 – 건식 수소 VS 습식수소
같은 온도로 가열해도 건식 수소와 습식 수소는 시료 표면의 산소·탄소 상태를 다르게 만들 수 있습니다. 차이를 만드는 것은 수소에 포함된 수증기(H₂O)의 양, 즉 이슬점입니다.
예를 들어 탄소강 분말을 소결할 때 습식 수소를 잘못 적용하면 탄소량이 줄어 최종 조직과 물성이 달라질 수 있습니다. 반면 탈탄이 목표라면 수분 조절이 공정에 도움이 될 수 있습니다. 이 영향은 소재, 온도, 수소 농도와 이슬점에 따라 달라집니다.
따라서 습식 수소로가 더 좋은 로라는 뜻은 아닙니다. Brother의 ‘습식 수소 시스템’은 필요한 공정에서 이슬점을 맞추기 위한 옵션입니다. 티타늄처럼 산소 오염에 민감한 시료라면 이 옵션을 일반적으로 권장한다고 설명해서는 안 되며, 해당 소재에 허용되는 수분·산소 조건을 먼저 정해야 합니다.
| 구분 | 건식 수소 분위기 | 습식 수소 분위기 |
|---|---|---|
| 수분량 | 낮음 | 수분량을 의도적으로 높여 조절 |
| 금속 산화물 | 일반적으로 산화물 환원에 유리 | 수분이 많아지면 환원력이 약해지거나 재산화될 수 있음 |
| 탄소 함유 시료 | 탄소 손실을 줄이는 데 유리한 경우가 많음 | 탈탄이 더 진행될 수 있음 |
| 가열 결과 | 산화물 환원과 탄소 손실 억제를 목표로 하는 공정에 적합 | 수분을 이용해 표면 상태나 탄소량을 조절하는 공정에 적합 |
중국 허난성 정저우, Brother Furnace 사 : 다양한 적용분야와 고품질 사양과 간편한 사양 등 다양한 진공로를 제조 공급 합니다. → Brother Furance 사 사이트 링크
다양한 종류의 고온 진공로 제품 소개 사이트 → 한미산업 사이트 링크
한미산업
1999년 개업 이후, 지난 30여년간
- Tribology(마찰/마모/윤활/CMP 연마), 스크래치, 고온 경도계, 베어링 시험기 : 미유럽 일본의 유명 제조공급사인 BRUKER, PHOENIX Tribology, TABER, SHINTO Heidon, INNOWEP, AMTEC, TRICO사.
- 열분석기(DSC,TGA,STA,TMA), 고온진공로 : 스위스 KEP 그룹의 SETARAM SETSAFE, 미국 MRF사, 일본 ENEOS MATERIALS사의 수지 열경화 시험기 등
최첨단 장비들을 국내에 소개 및 판매 기술 지원하여 왔으며, 또한 이기술을 바탕으로 일부 품목 제조를 통하여 국산화에도 노력하여 왔습니다. 앞으로도 더욱 노력하여 국내 기술 발전에 이바지 하도록 하겠습니다.
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대표: 최동하
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