과제 추진 배경
용광로에서 용융 금속의 레벨을 감독할 때, 작업자는 용융물의 균일한 주조 가능성을 보장하기 위해 주조실와 용융실 사이의 수조 수위 차이를 일정하게 유지하는 문제에 끊임없이 직면한다. 주석, 아연, 마그네슘 또는 알루미늄과 같은 금속이 이러한 공정에서 가공되는 경우 용융 온도에 따라 800°C까지 가열해야 한다. 지금까지 이 영역에서 레벨 측정을 위해 흔히 사용되어 온 접촉 전극은 굉장히 오염이 잘 되는데, 용융물이 특히 표면에 슬래그와 산화물을 포함하기 때문이다. 그래서 힘든 유지 보수작업이 끊임없이 필요하다.
이 프로젝트에 참여한 산업 및 과학의 4명의 협력 파트너는 이러한 온도 범위에서 측정업무를 위해 상업적으로 이용 가능한 유도형 센서를 최적화하기로 목표를 설정했다.
개발제품과 기술혁신
연구 협력의 결과, 높은 온도에서 지속적으로 사용할 수 있는 수동 냉각 유도형 센서의 시제품이 개발되어, 용융수조 수위의 비접촉 감지를 통해 자동 프로세스를 최적화하는 데 기여하게 되었다. 새로운 센서 기술은 최대 800°C의 온도에서 사용된다.
냉각된 센서의 주요 이점은 크게 4가지다.
1) 견고한 케이스의 고성능 냉각으로, 센서에서 히트 파이프를 거쳐 케이스 뒤쪽의 방열판까지 열 방출이 발생하여 주변으로 방출된다.
2) 용융물의 접촉이 없으므로 수명이 길고, 신뢰성이 높으며 보수 작업 시간을 줄일 수 있다.
3) 지속 가능성이 개선된 주조 공정으로 에너지 소비가 감소된다.
4) 시장을 주도하는 제조업체의 기존 인터페이스로 인해 다양한 시스템과 손쉽게 통합할 수 있다.
시장과 고객
냉각 유도형 센서 시스템은 야금 시 금속 생성 고온 프로세스를 최적화할 수 있게 한다. 이 시스템은 용광로, 주조로 및 거푸집에 있는 용융 금속을 관리하는 데 사용할 수 있다. 또한 고온의 금속 반제품의 위치 제어에도 사용될 수 있다. 이러한 프로세스는 더 높은 품질과 증가된 생산량을 보장할 뿐만 아니라 에너지 효율도 높일 수 있다.
계획된 여러 시험 시설의 결과를 평가한 후에 이 시스템을 대량 생산할 예정이다. 수동적으로 냉각된 유도형 센서 시장은 규모가 크며, 아직 기존의 센서 제조업체에서는 대응하지 못하고 있다. 이 냉각에 대해 이미 특허 신청이 진행 중이다.
* 이번 호에 소개하는 기술은 최근 독일연방 경제에너지부(BMWi)가 선정한 우수 중소·중견기업 기술혁신 과제들로 한국산업기술평가관리원(KEIT)이 번역 및 정리하였다.
