올바른 흑연도가니의 사용에 대하여
◎ 흑연 도가니 [ graphite crucible]란?
흑연도가니는 흑연에 목분 점토 기타를 섞어 만들어진 금속윤해용 도가니를 말하는데
흑연함량(20%~90%)과 점토와의 혼합품질 제조밀도 표면유약의 질과 고른 코팅 정도에 따라 큰 차이가 있으며 특히 흑연의 함량을 잘 살펴야 한다.
◎ 흑연 도가니의 생산
각 메이커마다 특성이 있으나 요즘은 유명브랜드의 도가니들이 중국 및 동남아시아에서 만들어져서 수입판매 되고 있다. 따라서 같은 브랜드도 도가니의 품질이 로트(LOT)별로 차이가 발생되고 원료(흑연)의 함량도 차이가 있다.
◎ 흑연 도가니의 특성
왜? 흑연도가니를 쓰는가?
흑연은 다이아몬드의 주성분이고 다이아몬드 다음으로 열전도성이 좋다 그래서 흑연도가니가 금속용해로에 가장 많이 쓰인다. 이것은 나무나 점토 등과같이 열전도성이 작은 재료를 쓰면 히터의 온도를 높게 써야하고 융해시간도 길어 비효율적이기 때문이다.그러나 흑연도가니의 수명은 거의 정해져있다. 앞서 설명한 바와 같이 흑연도가니는 흑연과 점토를 주성분으로 혼합하여 만든 제품이다.흑연은 600~700℃에서 발화되므로 도가니수명은 사용온도와 반비례한다. 열전도는 흑연성분이 하므로 사용시간에 따라 탄소가 발화되어 소멸되면 도가니의 수명도 함께 소멸 된다.
◎ 도가니의 수명 판별
앞서 도가니의 흑연성분은 히터로부터 가까운 지점부터 산화되는데 흑연이 빠져나간 도가니는 담홍색으로 변하며 점토성분만 남게 되는데 이때가 도가니의 기능이 상실된 것이므로 아직 도가니의 겉모양이 쓸만하다하여도 교체를 해야 한다.
만약 도가니교체시기를 무시하고 사용하게 되면 히터의 발열온도를 점점 높여 사용하게 되는데 이렇게 되면 전기로의 내벽뿐 아니라 도가니상부 덮게까지 손상을 입히게 되어 오히려 큰 손실을 보게 되므로 반드시 지켜야한다.
또 신품의 도가니라 할지라도 흑연과 점토의 혼합이 잘못되나 제조과정에서 고른압력이 가해지지 않아 밀도차이가 있으면 열전도가 불량한 것은 물론이거니와 도가니 표면이 버섯처럼 군데군데 녹아내리고 구명이 뚫리게 되는데 심하면 도가니가 순간적으로 갈라지는 문제가 발생하게된다.
◎ 흑연도가니와 SiC히터와의 관계
SiC히터를 쓰는 동(Cu)이나 알루미늄(Al)용해 전기로는 도가니의 상태를 잘 점검해야한다.
1, 흑연도가니선정시 확인사항
○ 흑연합량이 많은 것
○ 밀도와 열전도율이 좋은 것
○ 도가니외부 코팅에 손상이 없는 것(코팅은 탄소발화를 억제하는 효과가 있다)
2. SiC발열체의 선정 시 확인사항
○ 같은 사이즈(Size)라 해도 정격(V, Kw ,Ω)이 다르다.
○ 설비의 결선방법에 따라 적정한 히터를 사용해야한다.
○ 반드시 정격을 확인하고 정품을 사용을 권장한다.
○ 설비업자나 판매업자도 SiC히터에 대한 기술적 지식이 없다.
이제는 소비자가 정확히 알고 품질을 평가해야합니다.
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