알루미늄 용융 처리 플럭스는 680~780°C의 온도에서 용융 알루미늄에 적용되는 무기 염 기반 또는 화학 화합물 제제로, 탈기(다공성을 유발하는 용존 수소 가스 제거), 드로싱(용융 표면에서 비금속 개재물 및 산화물 필름 분리 및 제거), 퍼니스 벽 세척(퍼니스 라이닝에서 소결 산화물 축적물 용해 및 제거) 등 3가지 중요한 야금학적 기능을 수행하며, AdTech의 플럭스 제품군에는 다음과 같은 제품이 포함됩니다. 세분화된 탈기 플럭스, 분말 드로싱 플럭스, 플럭스를 커버하는 플럭스 정제 염화물-불화염 시스템을 기반으로 하는 제형에서 알루미늄 주조 및 제련 공정에 올바르게 적용하면 50-80%의 수소 함량 감소와 40-60%의 금속 손실 감소를 달성할 수 있습니다.
프로젝트에 알루미늄 용융 처리 플럭스를 사용해야 하는 경우 다음을 수행할 수 있습니다. 문의하기 무료 견적을 요청하세요.
애드텍은 알루미늄 용융 처리 플럭스를 공식화, 제조하여 파운드리, 다이캐스팅 작업, 2차 알루미늄 제련소 및 연속 주조 시설에 전 세계적으로 공급하고 있습니다. 고객이 직면하는 야금학적 과제는 용존 수소로 인한 주물의 과도한 다공성, 귀중한 알루미늄을 소비하는 허용할 수 없을 정도로 높은 로스 금속 손실, 벽과 노에 쌓인 산화물로 인한 노 생산성 손실, 부적절한 내포물 제거로 인한 일관되지 않은 주조 기계적 특성 등 전 지역에 걸쳐 일관되게 나타나고 있습니다. 플럭스 처리를 적절히 지정하고 적용하면 이러한 모든 문제를 동시에 해결할 수 있습니다.
알루미늄 용융 처리를 위한 야금학적 사례: 수소 및 포함 문제 이해
용융 알루미늄은 플럭스 처리가 직접적으로 해결해야 하는 두 가지 근본적인 품질 문제를 안고 있습니다. 플럭스를 효과적으로 선택하고 적용하려면 이러한 문제가 존재한다는 사실뿐만 아니라 이러한 문제가 존재하는 이유를 이해하는 것이 필수적입니다.
수소 용해도 문제
알루미늄은 수소와 특이하고 문제가 되는 관계를 가지고 있습니다. 실온에서 고체 알루미늄은 수소를 거의 녹이지 않습니다(녹는점 고체 쪽에서 Al 100g당 약 0.036ml H₂). 녹는점 액체 상태에서 알루미늄은 100g Al당 약 0.69ml H₂를 용해하는데, 이는 고체-액체 전이 과정에서 용해도가 20배 증가한 것입니다.
이러한 극적인 용해도 변화는 주조 과정에서 심각한 실질적인 결과를 초래합니다. 액체 알루미늄이 금형에서 고형화되면 수소 용해도가 급격히 떨어집니다. 과잉 용해된 수소는 용액에 남아있을 수 없고 금속을 떠나야 합니다. 수소가 응고된 금속 표면을 통해 충분히 빨리 빠져나가지 못하면(대부분의 주조 상황에서는 빠른 응고로 인해 빠져나가지 못함) 기포가 형성되어 응고된 주물에 갇힌 기공이 됩니다.
수소는 대기 수분(H₂O가 용융 알루미늄과 반응: 2Al + 3H₂O → Al₂O₃ + 3H₂), 습하거나 오염된 스크랩(유기 잔류물, 표면 수분, 오일 오염), 젖은 내화 라이닝 및 용광로 공구, 가스 연소로의 습한 연소 가스, 습식 합금 첨가 등 여러 출처에서 알루미늄 용해물에 유입됩니다.
대부분의 알루미늄 주조 응용 분야의 정량적 목표는 주조 전 용존 수소 함량이 100g Al당 0.10~0.15ml H₂ 미만입니다. 중요한 항공우주 또는 내압 애플리케이션의 경우 0.08ml/100g 미만이 목표가 될 수 있습니다. 처리되지 않은 2차 알루미늄 용융물은 일반적으로 허용 수준의 3~6배인 0.30~0.60ml/100g을 함유합니다.
인클루전 및 산화막 문제
수소 문제와 동시에 용융 알루미늄은 주조 품질을 저하시키는 비금속 내포물을 축적합니다:
표면 산화막(Al₂O₃ 바이필름): 금속 표면이 공기와 접촉하면 즉시 형성됩니다. 난류는 이러한 필름을 용융체 내부로 접어서 결합되지 않은 내부 표면을 가진 이중층 산화물 내포물(바이필름)을 생성하여 응고된 주물의 기존 균열 역할을 합니다.
스피넬(MgAl₂O₄): 마그네슘과 알루미늄 산화물의 반응으로 인해 마그네슘 함유 합금(A356 포함)에서 형성됩니다. 스피넬 내포물은 Al₂O₃보다 더 단단하고 안정적이기 때문에 특히 가공 작업에 손상을 줄 수 있습니다.
알칼리 금속 화합물: 스크랩 오염 또는 플럭스 캐리오버로 인한 나트륨과 칼슘은 알루미늄-알칼리 화합물을 형성하여 표면 장력을 감소시키고 수소 흡수를 증가시켜 다공성 문제를 더욱 악화시킵니다.
내화성 파편: 래들 라이닝, 용광로 벽, 도구에서 발생하는 물리적 마모 입자가 용융물을 오염시킵니다.
효과적인 플럭스 처리는 수소 문제(탈기 플럭스 적용을 통해)와 포함 문제(드로싱 및 정제 플럭스 적용을 통해)를 모두 해결하여 주조 또는 여과에 사용할 수 있는 깨끗한 저수소 금속을 생산하는 데 시너지 효과를 발휘합니다.
알루미늄 용융 처리 플럭스의 분류: 유형, 기능 및 화학
알루미늄 용융 처리 플럭스는 단일 제품이 아니며, 각각 특정 야금 기능을 수행하도록 설계된 화학적으로 다른 제형의 제품군입니다. 특정 기능에 잘못된 플럭스 유형을 사용하면 결과가 좋지 않고 새로운 문제가 발생할 수 있습니다.
기본 플럭스 카테고리
| 플럭스 유형 | 주요 기능 | 보조 기능 | 물리적 형태 | 일반적인 애플리케이션 |
|---|---|---|---|---|
| 가스 제거 플럭스 | 수소 제거 | 일부 인클루전 부양 | 과립 또는 분말 | 용융체에 랜스 주입 |
| 드로싱 플럭스 | 드로스 분리 및 유동성 | 드로스에서 금속 회수 | 분말 또는 과립 | 표면 도포 및 교반 |
| 커버 플럭스 | 용융 표면 보호 | 수소 장벽 | 세분화 | 표면 블랭킷 레이어 |
| 플럭스 정제 | 내포물 제거 및 응고 | 알칼리 제거 | 분말 또는 정제 | 주입 또는 교반 |
| 청소 플럭스 | 용광로 벽 청소 | 난로 청소 | 세분화 | 용광로 표면에 직접 적용 |
| 결합(다목적) 플럭스 | 여러 가지 동시 기능 | 다양한 | 분말 또는 과립 | 일반 용융 처리 |
| 무염/저염화물 플럭스 | 가스 제거(환경 최적화) | 배출량 감소 | 분말 또는 정제 | 환경 규제 운영 |
플럭스 선택 결정 프레임워크
플럭스 유형 선택은 특정 야금 목적에 따라 달라집니다:
주요 목표: 다공성 감소 → 탈기 플럭스를 지정하고, 수소 제거 효율을 극대화하기 위해 랜스 주입 또는 회전식 탈기 장치를 통해 적용합니다.
주요 목표: 드로스 금속 회수 → 드로싱 플럭스 지정, 드로스 표면에 도포하고 드로스 바디에 작업하여 금속 개재물을 액화합니다.
주요 목표: 포함 청결도 → 정제 유량 지정, 세라믹 폼 여과와 결합하여 효과를 극대화합니다.
주요 목표: 용광로 생산성 → 세정 플럭스를 지정하고 계획된 유지보수 기간에 적용하여 축적된 산화물을 용해합니다.
일반적인 생산성 향상 → 가스 제거, 드로싱 및 정제 기능을 결합한 다목적 플럭스를 지정하여 전용 플럭스 주입 시스템이 없는 작업에 가장 적합합니다.
가스 제거 플럭스: 사양, 메커니즘 및 적용 방법
가스 제거 플럭스의 작동 원리
가스 제거 플럭스는 단순한 화학 반응과는 근본적으로 다른 메커니즘을 통해 용융 알루미늄에서 용해된 수소를 제거합니다. 플럭스는 용해된 수소와 화학적으로 반응하는 것이 아니라 수소가 확산을 통해 알루미늄 용융물에서 빠져나갈 수 있는 조건을 조성합니다.
플럭스 과립 또는 분말을 표면 아래의 용융물에 주입하면(랜스 또는 회전식 탈기 장치를 통해) 플럭스 물질이 기화하거나 반응하여 매우 미세한 가스 기포가 생성됩니다. 이러한 기포는 주로 알루미늄과 반응하는 염화물 염 성분에서 염소 가스(Cl₂)가 생성되어 용융물을 통해 상승합니다. 상승하는 각 기포가 주변 금속에 용해된 수소와 접촉하면 수소는 금속에서 기포 내부로 확산되어(신선한 기포 내부의 수소의 분압이 0이기 때문에) 표면으로 운반되어 제거됩니다.
이 프로세스의 효율성은 다음 사항에 따라 달라집니다:
- 버블 크기: 기포가 작을수록 단위 부피당 표면적이 넓고 생성된 기체 단위당 더 많은 수소를 수집합니다.
- 버블 분포: 용융 깊이 전체에 균일하게 분포된 기포는 집중된 흐름에서 상승하는 큰 기포보다 수소를 더 효율적으로 수집합니다.
- 버블 체류 시간: 느리게 상승하는 기포(작은 크기)는 금속과 접촉하는 시간이 길어져 더 많은 수소를 모을 수 있습니다.
- 용융 온도: 온도가 높을수록 수소 확산 계수가 증가하여 제거율이 향상됩니다.
회전식 가스 제거 장치(회전하는 로터를 통해 매우 미세하고 균일하게 분포된 버블을 생성하는)가 단순 랜즈 주입(더 크고 덜 균일하게 분포된 버블을 생성하는)보다 성능이 뛰어난 이유도 바로 이 때문입니다. 가스 제거 플럭스는 두 가지 방법을 모두 증폭시키지만 회전식 가스 제거 시스템에서 훨씬 더 효과적으로 작동합니다.
애드테크 탈기 플럭스 화학 사양
| 매개변수 | 표준 등급 | 프리미엄 등급 | 시험 방법 |
|---|---|---|---|
| 기본 소금 시스템 | KCl + NaCl + Na₃AlF₆ | KCl + NaCl + K₂TiF₆ + Na₃AlF₆ | XRF/습식 화학 |
| 염화물 함량(총) | 55-70% | 50-65% | 적정 |
| 불소 함유량 | 10-18% | 12-20% | 이온 선택적 전극 |
| 알칼리 금속 함량(Na+K) | 30-45% | 28-42% | 불꽃 광도 측정 |
| 수분 함량 | ≤ 0.3% | ≤ 0.2% | 칼 피셔 / LOD |
| 입자 크기(세분화) | 0.5-3.0mm | 0.5-2.5mm | 체 분석 |
| 융점 범위 | 650-720°C | 640-710°C | DSC 분석 |
| 벌크 밀도 | 0.85-1.20 g/cm³ | 0.90-1.25g/cm³ | 실린더 방식 |
| pH(10% 용액) | 7.5-9.5 | 7.5-9.5 | pH 측정기 |
탈기체 플럭스 성능 목표
| 성능 매개변수 | 기준선(처리하지 않음) | 플럭스 탈기 후(랜스) | 플럭스 탈기 후(로터리) |
|---|---|---|---|
| 용존 H₂(ml/100g Al) | 0.30-0.60 | 0.15-0.25 | 0.08-0.15 |
| 밀도 지수(%) | 8-25% | 3-8% | 1-4% |
| K-몰드 바이필름 인덱스 | 높음 | 보통 | 낮음-중간 |
| 처리 시간(톤당) | N/A | 8~15분 | 12~20분 |
| 플럭스 소비량(kg/톤 Al) | N/A | 1.5-3.0kg | 0.8-2.0 kg |
| 가스 소비량(N₂ 또는 Ar, m³/톤) | N/A | 0.5-1.5 | 2.0-5.0 |
가스 제거 플럭스 적용 방법
방법 1: 수동 랜즈 주입
질소 또는 아르곤 가스 공급에 연결된 강철 랜스 파이프(직경 25~40mm)를 용융물에 투입합니다. 플럭스 주입 장치 또는 간단한 가압 호퍼를 통해 플럭스 과립 또는 분말이 랜스를 통해 주입됩니다. 가스는 플럭스를 용융체 내부로 운반하여 분산, 기화 및 처리 버블을 생성합니다.
이 방법은 중소규모 작업(용융물 3~5톤 미만)과 회전식 탈기 장비가 없는 작업에 적합합니다. 자본 비용은 낮지만 사용되는 플럭스 kg당 수소 제거 효율이 떨어집니다.
방법 2: 플럭스 주입을 통한 회전식 가스 제거 장치
흑연 로터가 200~600RPM으로 회전하면서 질소/아르곤 운반 기체와 혼합된 플럭스 분말을 매우 미세한 기포(일반적인 직경 2~8mm, 랜스 주입의 경우 15~40mm)로 분해합니다. 이러한 미세 기포는 용융 체적 전체에 균일하게 분포하여 수소 제거 효율을 크게 향상시킵니다.
애드텍은 최적화된 시스템 성능을 위해 플럭스 제품 라인과 직접 통합되는 회전식 가스 제거 장치(흑연 로터 및 샤프트 시스템)를 제조합니다. 주조 품질이 중요한 2톤 이상의 용융 용량을 사용하는 모든 작업에 이 방법을 권장합니다.
방법 3: 플럭스 정제/연탄 침수하기
미리 형성된 플럭스 정제 또는 연탄을 강철 벨 플런저를 사용하여 용융 표면 아래로 떨어뜨립니다. 정제가 용해되어 처리 가스를 생성합니다. 이 방법은 주입 장비보다 간단하고 소규모 작업에 적합하지만 회전식 가스 제거보다 효율이 낮습니다.
방법 4: 저어주면서 가루 퍼뜨리기
주입 장비가 없는 작업의 경우, 탈기 플럭스 파우더를 용융 표면에 뿌리고 강철 국자 또는 스키머를 사용하여 작업할 수 있습니다. 이 방법은 효율성이 가장 낮지만 처리하지 않는 것보다 의미 있는 개선 효과를 제공합니다.
드로싱 플럭스: 사양, 메커니즘 및 금속 회수
알루미늄 가공의 드로스 문제
드로스는 용융 알루미늄에 산화, 질화, 비금속 물질의 포획을 통해 형성되는 표면층입니다. 2차 알루미늄 작업(재활용 파운드리 및 제련소)에서 드로스 발생량은 총 용융 중량의 2-8%를 차지하며, 금속성 알루미늄은 종종 40-70%의 드로스 질량을 구성합니다. 이 갇힌 금속은 직접적인 수익 손실을 의미하며 드로스 플럭스 처리의 주요 대상입니다.
일반적인 알루미늄 드로스의 구성입니다:
- 메탈릭 알루미늄(트랩): 40-70%.
- 알루미늄 산화물(Al₂O₃): 15-35%.
- 질화 알루미늄(AlN): 5-15%.
- 산화 마그네슘(MgO): 1-5%(마그네슘 함유 합금)
- 스피넬(MgAl₂O₄): 2-8%.
- 기타 염, 탄화물, 기타 산화물: 2-5%.
드로싱 플럭스 작동 방식
드로싱 플럭스는 두 가지 주요 메커니즘을 통해 드로스 레이어에 작용합니다:
메커니즘 1: 드로스 녹는점 및 점도 감소
드로싱 플럭스의 염화물-불화물 염 성분은 드로스의 산화물 매트릭스에 용해되어 녹는점과 점도를 낮춥니다. 이렇게 하면 드로스 구조 내에 갇혀 있던 금속성 알루미늄 방울이 용융물로 다시 합쳐지고 배출되어 금속 회수율이 높아집니다.
메커니즘 2: 표면 장력 수정
드로싱 플럭스는 용융 알루미늄의 표면 장력을 산화막에 비해 감소시켜 산화막이 갇힌 금속 성분을 더 쉽게 방출하도록 합니다. 이는 드로스 금속 함량의 대부분을 차지하는 미세하고 분산된 금속 방울에 특히 중요합니다.
실제 결과: 적절한 드로싱 플럭스로 처리된 드로스는 푹신하고 건조하며 끈적임이 없어(“짧은” 드로스라고도 함) 용융물 표면에서 금속을 최대한 남기면서 깨끗하게 스킴하기 쉽습니다. 처리되지 않은 드로스는 젖고 끈적끈적하며 스킴하기 어려운 상태로 남아 금속을 끌어당기고 용광로 벽에 접착제 잔여물을 남깁니다.
애드테크 드로싱 플럭스 사양
| 매개변수 | 표준 드로싱 플럭스 | 헤비 듀티 드로싱 플럭스 | 저염 드로싱 플럭스 |
|---|---|---|---|
| 기본 구성 | KCl-NaCl-Na₃AlF₆ | KCl-NaCl-Na₃AlF₆-KF | 유기 소금 + 불소 |
| 염화물 함량 | 60-75% | 55-70% | 20-40% |
| 불소 함유량 | 8-15% | 12-20% | 5-15% |
| 적용 온도 | 700-760°C | 700-780°C | 680-750°C |
| 입자 형태 | 파우더(0.1-0.5mm) | 세분화(0.5-2.0mm) | 파우더 |
| 수분 함량 | ≤ 0.3% | ≤ 0.25% | ≤ 0.4% |
| 투약 속도 | 5-15kg/톤 드로스 | 8-18kg/톤 드로스 | 4-12kg/톤 드로스 |
| 금속 회수율 개선 | 15-35%와 플럭스 없음 비교 | 20-40% 대 플럭스 없음 | 10-25% 대 플럭스 없음 |
드로스 금속 복구 성능 데이터
| 치료 방법 | 드로스 금속 함량(스키밍 후) | 금속 회수율과 기준선 비교 |
|---|---|---|
| 치료 없음(기준선) | 55-70% 금속 드로스 | 기준선 |
| 수동 플럭스 + 교반 | 35-50% 금속 드로스 | +15-25% 금속 회복량 |
| 기계식 드로스 프레스(플럭스 없음) | 30-45% 금속 드로스 | +20-30% 금속 회수량 |
| 드로싱 플럭스 + 기계식 프레스 | 드로스의 15-25% 금속 | +35-50% 금속 회수량 |
| 애드테크 헤비 듀티 드로싱 플럭스 | 18-28% 금속 드로스 | +30-45% 금속 회수량 |
드로스 신청 절차
올바른 드로싱 플럭스 적용 순서를 통해 금속 회수를 극대화할 수 있습니다:
- 용융 사이클 동안 용융 표면에 드로스가 자연적으로 쌓이도록 합니다.
- 교반을 줄이고 용융물을 2~3분 동안 진정시킨 후 플럭스를 도포합니다.
- 권장 투여 속도로 드로스 표면 전체에 드로스 플럭스 파우더를 균일하게 도포합니다.
- 구멍이 뚫린 강철 스키머 또는 기계식 드로스 교반기를 사용하여 플럭스를 드로스에 주입합니다. 플럭스는 표면뿐만 아니라 드로스 덩어리의 내부와도 접촉해야 합니다.
- 플럭스가 작용할 때까지 3~5분 정도 기다립니다(금속 방울이 뭉쳐서 배출됩니다).
- 처리된 찌꺼기를 앞뒤로 반복해서 긁어내지 말고 한 방향으로 깨끗하게 훑어냅니다(금속이 다시 포함됨).
- 스키밍 후 용융 표면이 깨끗하고 밝은지 확인합니다. 어두운 부분이 남아 있으면 드로스가 불완전하게 제거되었음을 나타냅니다.
커버링 및 보호 플럭스: 용융 및 유지 중 산화 방지
용융 표면 보호의 필요성
활성 처리 작업(탈기, 드로싱) 사이에 용해로 대기에 노출된 용융 알루미늄은 표면에서 계속 산화됩니다. 이 산화는 새로운 드로스를 생성하고 대기 중 수소를 흡수하며 플럭스 처리로 달성한 금속 품질을 저하시킵니다.
커버 플럭스는 알루미늄 용융 표면에 용융 염층으로 떠다니며 금속을 대기로부터 물리적으로 분리하여 이 문제를 해결합니다. 플럭스 층은 반드시 필요합니다:
- 알루미늄 유지 온도(680-750°C)에서 녹여 퍼뜨립니다.
- 알루미늄보다 밀도가 낮아(2.7g/cm³) 안정적으로 부유합니다.
- 대기 가스에 대한 연속적인 비투과성 장벽을 만듭니다.
- 알루미늄과 화학적으로 반응하거나 오염을 일으키지 않습니다.
- 캐스팅하기 전에 흘려보낼 수 있을 정도로 유동성을 유지합니다.
애드테크 커버 플럭스 사양
| 매개변수 | 표준 커버링 플럭스 | 고온 커버 플럭스 |
|---|---|---|
| 구성 | KCl-NaCl 염기 | KCl-NaCl-K₂SO₄ 염기 |
| 염화물 함량 | 65-80% | 60-75% |
| 불소 함유량 | 3-8% | 5-12% |
| 적용 온도 | 680-740°C | 700-780°C |
| 플럭스의 융점 | 620-680°C | 640-700°C |
| 플럭스 밀도 | 1.6-1.9 g/cm³ | 1.7-2.0 g/cm³ |
| 레이어 두께(유효) | 15-30mm | 20-40mm |
| 신청률 | 5-10kg/m² 용융 표면 | 6-12kg/m² 용융 표면 |
| H₂ 흡수 방지 | 60-80% 감소 | 70-85% 감소 |
| 입자 크기 | 2-8mm 세분화 | 2-8mm 세분화 |
장기 보유 작업의 플럭스 커버링
금속을 장시간(주조 주기 사이, 야간 유지 또는 교대 교대 유지 기간 사이) 온도로 유지하는 알루미늄 유지 용광로의 경우, 플럭스를 덮으면 정량화할 수 있는 이점을 얻을 수 있습니다. 커버 플럭스가 없으면 720°C의 가스 연소 유지 용광로에서 금속은 유지 시간당 Al 100g당 약 0.03~0.06ml H₂를 흡수합니다. 커버 플럭스 층을 적절히 유지하면 이 흡수율은 시간당 100g Al당 0.005-0.015 ml H₂로 떨어지며, 이는 유지 중 수소 픽업 속도가 4-6배 감소하는 것입니다.
즉, 수소 함량을 0.10~0.30ml/100g(다음 교대 주조 전에 재탈기해야 함)에서 0.12~0.15ml/100g으로 올리는 4시간 하룻밤 보류는 재탈기가 필요 없고 처리 시간과 플럭스 소비를 모두 절약할 수 있습니다.
용광로 벽 청소 플럭스: 소결 산화물 축적물 제거
산화물 축적이 용광로 생산성에 미치는 영향
알루미늄 용해로는 몇 주 또는 몇 달 동안 작동하면서 용해로 벽, 난로 표면 및 경사로 영역에 소결 산화물(스컬 또는 목욕 껍질이라고도 함)이 쌓입니다. 이러한 축적물
- 금속성 알루미늄을 가두어 용융 수율을 낮춥니다.
- 빌드업 두께가 증가하면 퍼니스 용량을 줄입니다.
- 단열 효과로 인해 국부적인 핫스팟이 발생하여 내화 마모가 가속화됩니다.
- 조각이 떨어져 나와 용융물에 들어가면 산화물 내포물이 생성됩니다.
- 녹인 알루미늄 톤당 에너지 소비량을 늘립니다.
이러한 축적물을 기계적으로 제거(치핑, 연마)하는 것은 노동 집약적이며 내화 라이닝이 손상될 위험이 있고 복잡한 용광로 형상에 접근할 수 없습니다. 용광로 벽 청소 플럭스는 용광로 작동 중에 이러한 축적물을 화학적으로 용해시킵니다.
애드테크 퍼니스 클리닝 플럭스 사양
| 매개변수 | 표준 세척 플럭스 | 헤비 듀티 클리닝 플럭스 |
|---|---|---|
| 기본 시스템 | KF-NaF-Na₃AlF₆ | Na₃AlF₆-K₂TiF₆-KCl |
| 불소 함유량 | 25-40% | 35-50% |
| 적용 온도 | 720-780°C | 740-800°C |
| 물리적 형태 | 세분화(1-4mm) | 세분화(2~5mm) |
| 적용 빈도 | 월간 또는 분기별 | 분기별 또는 반기별 |
| 신청 방법 | 산화물 축적에 직접 대응 | 긁어 모으기/저어주기 |
| 산화물 용해 속도 | 2-5 kg 산화물/kg 플럭스 | 3-7 kg 산화물/kg 플럭스 |
| 필요한 연락 시간 | 15-45분 | 20-60분 |
클리닝 플럭스 적용 프로토콜
- 용융물이 있는 상태에서 용광로가 처리 온도(720-780°C)에 도달할 때까지 기다립니다.
- 용광로로 유입되는 금속 흐름을 줄이거나 중단합니다.
- 산화물이 쌓인 부위에 직접 세정제를 바르세요.
- 플럭스가 15~30분 동안 방해 없이 반응할 수 있도록 기다립니다.
- 용융체에 쌓인 연화 산화물은 갈퀴로 긁어내어 플럭스 층에 용해시킵니다.
- 용융 표면에서 생성된 플럭스-산화물 혼합물을 훑어냅니다.
- 클리닝 플럭스 잔여물을 제거한 후 정상 작동을 재개합니다.
세척 플럭스 처리는 일시적으로 용융 품질을 저하시키고 상당한 양의 드로스를 생성하므로 생산 중이 아닌 계획된 유지보수 기간에 일정을 잡을 것을 권장합니다.
플럭스 화학: 염화물-불소 염 시스템과 그 야금학적 기능
재단 KCl-NaCl-불소 시스템이 작동하는 이유
상업용 알루미늄 용융 처리 플럭스의 주요 화학 물질은 염화칼륨-염화나트륨-불소 시스템입니다. 이 특정 화학 물질이 선택된 이유를 이해하면 플럭스 제품을 평가하고 비교하는 방법을 알 수 있습니다.
염화칼륨(KCl) 및 염화나트륨(NaCl):
KCl-NaCl 이원 시스템은 녹는점이 657°C로 일반적인 알루미늄 가공 온도(680-780°C)보다 훨씬 낮은 약 51% NaCl / 49% KCl(중량 기준)에서 유텍틱을 형성합니다. 이 유텍틱 조성물은 알루미늄 용융 표면에 쉽게 퍼지고 드로스 구조에 효과적으로 침투하는 저점도 용융염을 생성합니다.
염화알칼리(KCl, NaCl)는 반응성이 높은 불소 성분의 운반상이며, 낮은 융점과 우수한 유동성을 제공하여 플럭스를 기능적으로 유용하게 만듭니다.
불소 성분(Na₃AlF₆, KF, K₂TiF₆, Na₂SiF₆):
불소 화합물은 플럭스의 야금 효과를 제공하는 화학적 활성 성분입니다. 그 기능은 다음과 같습니다:
- 크라이오라이트(Na₃AlF₆): 산화알루미늄(Al₂O₃) 막을 용해하여 산화물 내포물이 금속에 남지 않고 플럭스 상에 통합될 수 있도록 합니다. 또한 소금 혼합물의 융점을 낮춥니다.
- 불화 칼륨(KF): 강력한 산화물 용해제, 금속 표면에 대한 플럭스의 습윤 개선, 용융물에서 알칼리 금속 제거에 기여합니다.
- 플루오로티탄산 칼륨(K₂TiF₆): 프리미엄 가스 제거 플럭스 제형에 사용되며 플럭스 입자의 수소 기포 핵 생성 효율을 개선하는 불화 티타늄 복합체를 방출합니다.
- 육플루오르화규산나트륨(Na₂SiF₆): 덜 일반적이며, 일부 세정액 제형에서 공격적인 산화물 용해를 위해 사용됩니다.
무염 및 저염화물 플럭스 대체품
여러 국가(특히 염화물 배출 제한이 엄격한 유럽연합 회원국)의 규제 압력으로 인해 염화물 함량을 줄이거나 제거하는 대체 플럭스 화학 물질이 개발되고 있습니다:
유기농 소금 시스템: 일부 플럭스 제형은 염화물 염을 부분적으로 유기 화합물(글리신, 옥살산염)로 대체하여 HCl 가스를 발생시키지 않고 열 분해를 통해 가스 제거 작용을 제공합니다. 이러한 방식은 염화물 기반 시스템보다 효율은 떨어지지만 염화물 배출 감소를 요구하는 규제 환경에서는 허용됩니다.
질소/아르곤 전용 가스 제거: 가장 극단적인 저배출 방식은 화학적 플럭스를 완전히 제거하여 회전식 탈기 장비를 통해 불활성 가스를 버블링하는 데만 의존하는 방식입니다. 효율성은 가스-플럭스 복합 처리보다 다소 낮지만 규제 준수는 간단합니다.
애드테크 저염화물 플럭스 범위: 당사는 배출 규제 시장의 고객을 위한 전용 저염화물 플럭스 시리즈를 생산하며, 표준 염화물 기반 플럭스에 비해 염화수소 가스 발생을 60-80%까지 줄이면서 완전 염화물 제형의 야금 성능은 80-90%를 유지하도록 제조되었습니다.
플럭스 적용 방법: 랜스 주입, 회전식 가스 제거 및 수동 적용
적용 방법의 효율성 비교
동일한 플럭스 제품이라도 적용 방법에 따라 결과가 크게 달라집니다. 이는 알루미늄 플럭스 처리에서 가장 중요하면서도 가장 잘 이해되지 않는 측면 중 하나입니다.
| 신청 방법 | H₂ 제거 효율 | 플럭스 소비량(kg/톤 Al) | 자본 비용 | 최상의 대상 |
|---|---|---|---|---|
| 표면 확산 + 교반 | 20-35% H₂ 감소 | 3.0-5.0 | 매우 낮음 | 소규모 수술, 응급 치료 |
| 플럭스 태블릿 급락 | 30-50% H₂ 감소 | 2.0-4.0 | 낮음 | 중소형 파운드리 |
| 랜스 주입(N₂ 캐리어) | 45-65% H₂ 감소 | 1.5-3.0 | 낮음-중간 | 로터리 유닛이 없는 중형 파운드리 |
| 회전식 가스 제거 장치 | 60-80% H₂ 감소 | 0.8-2.0 | 중간-높음 | 낮은 다공성이 필요한 모든 작업 |
| 로터리 + 플럭스 주입 결합 | 70-90% H₂ 감소 | 0.5-1.5 | 높음 | 중요한 품질 애플리케이션 |
플럭스 처리와 로터리 가스 제거 장치 통합
애드텍은 플럭스 주입 제품 라인과 통합되는 흑연 로터 및 샤프트 가스 제거 시스템을 제조합니다. 플럭스 도포에 대한 회전식 탈기 장치 접근 방식은 랜스 주입에 비해 몇 가지 장점을 제공합니다:
더 미세한 버블 생성: 회전 로터(200-600 RPM)는 결합된 가스-플럭스 스트림을 일반적으로 직경 2-5mm의 버블로 분해하는 반면, 랜스 주입의 경우 15-40mm의 버블로 분해합니다. 기포가 작을수록 단위 부피당 표면적이 6~10배 더 넓어져 사용되는 가스 세제곱미터당 수소 수집 효율이 크게 향상됩니다.
균일한 분포: 로터의 수평 펌핑 작용은 기포가 고정된 랜스 위치에서 집중적으로 상승하는 것이 아니라 용융물 전체에 분산됩니다.
플럭스 소비 감소: 각 기포가 더 작고 수소를 더 효율적으로 운반하기 때문에 동등한 수소 감소량을 달성하기 위해 처리된 알루미늄 톤당 더 적은 총 플럭스가 필요합니다.
일관된 결과: 로터 속도, 가스 유량 및 처리 시간이 기포 분포에 큰 영향을 미치는 랜스 주입과 달리, 작업자 가변성은 로터리 가스 제거 결과에 미치는 영향이 미미하며 금속 가공 결과가 완전히 결정됩니다.
플럭스를 사용한 로터리 가스 제거 처리 프로토콜
다음 프로토콜은 회전식 가스 제거 장치와 함께 AdTech 가스 제거 플럭스를 사용하는 표준 알루미늄 합금 가스 제거에 적용됩니다:
| 단계 | 액션 | 매개변수 |
|---|---|---|
| 1. 온도 확인 | 용융 온도 확인 | 목표 710~740°C(최적 720°C) |
| 2. 드로스 제거 | 탈기 전에 기존 찌꺼기 탈지 | 눈에 보이는 모든 찌꺼기 제거 |
| 3. 로터 삽입 | 로터를 화구 위 100-150mm까지 낮추기 | 난로와의 접촉을 피하세요. |
| 4. 가스 퍼지(회전 없음) | 퍼지 가스 라인 및 로터 | 저유량에서 30초 |
| 5. 회전 시작 | 로터 회전 시작 | 300-400 RPM으로 램프 |
| 6. 가스 흐름 | 캐리어 가스 설정(N₂ 또는 Ar) | 톤당 4-8 L/min Al |
| 7. 플럭스 주입 | 플럭스 피드 시작 | 처리 기간 동안 0.8-1.5kg/톤 Al |
| 8. 치료 기간 | 완전한 치료 유지 | 톤당 12~18분 |
| 9. 최종 퍼지 | 플럭스 없는 가스(마지막 2분) | 로터에서 잔류 플럭스 퍼지 |
| 10. 로터 제거 | 회전 정지 전 로터 들어올리기 | 금속 튀김 방지 |
| 11. 처리 후 드로스 | 처리 부산물 찌꺼기 제거 | 캐스팅하기 전에 깨끗하게 탈지 |
애드테크 플럭스 제품의 기술 사양 및 성능 데이터
애드테크 컴플리트 플럭스 제품 사양
| 제품 | 유형 | 컴포지션(메인) | 양식 | 투약 속도 | 기본 애플리케이션 |
|---|---|---|---|---|---|
| 애드테크 DG-1 | 가스 제거 플럭스 | KCl 45%, NaCl 25%, Na₃AlF₆ 20%, K₂TiF₆ 10% | 세분화된 0.5-2mm | 1.0-2.0kg/톤 | 회전식 가스 제거 주입 |
| 애드테크 DG-2 | 가스 제거 플럭스 | KCl 40%, NaCl 30%, Na₃AlF₆ 18%, KF 12% | 파우더 0.1-0.5mm | 1.5-3.0kg/톤 | 랜스 주입 |
| 애드테크 DR-1 | 드로싱 플럭스 | KCl 55%, NaCl 20%, Na₃AlF₆ 15%, KF 10% | 파우더 0.1-0.5mm | 5-15kg/톤 드로스 | 표면 드로스 처리 |
| 애드테크 DR-2 | 무거운 드로싱 플럭스 | KCl 50%, NaCl 18%, Na₃AlF₆ 18%, KF 14% | 세분화된 0.5-2mm | 8-18kg/톤 드로스 | 2차 제련소 찌꺼기 |
| 애드테크 CV-1 | 커버 플럭스 | KCl 65%, NaCl 25%, Na₃AlF₆ 10% | 2-8mm 세분화 | 5-10kg/m² | 용광로 보호 |
| 애드테크 RF-1 | 플럭스 정제 | KCl 40%, NaCl 20%, Na₃AlF₆ 25%, KF 15% | 파우더 0.1-0.5mm | 1.5-3.0kg/톤 | 포함물 제거 + 알칼리 제거 |
| 애드테크 CL-1 | 청소 플럭스 | Na₃AlF₆ 40%, KF 30%, KCl 30% | 1-4mm 세분화 | 10-20kg/m² 산화물 | 용광로 벽 청소 |
| AdTech LC-1 | 저염화물 플럭스 | 유기염 50%, 불소 35%, KCl 15% | 파우더 0.1-0.5mm | 1.5-2.5kg/톤 | 배출 규제 운영 |
성능 검증 데이터
애드테크 플럭스 제품은 시장에 출시하기 전에 다음 성능 기준에 따라 테스트를 거칩니다:
| 테스트 매개변수 | 방법 | 허용 기준 |
|---|---|---|
| 수분 함량 | 칼 피셔 적정 | ≤ 0.30% |
| 화학 성분(XRF) | XRF 분석 | 사양의 ±2% 이내 |
| 녹는점 | DSC / 핫 플레이트 테스트 | 목표 20°C 이내 |
| 입자 크기 분포 | 체 분석 | 사양 ±10% 이내 |
| 가스 제거 효율(알루미늄 테스트) | 밀도 지수 이전/이후 | ≥ 50% DI 감소(DG 등급) |
| 금속 회수(드로싱 테스트) | 제어된 드로스 처리 | ≥ 20% 금속 회수율 개선(DR 등급) |
| 수소 흡수 방지 | 시간 제한 노출 테스트 | ≥ 60% H₂ 흡수 감소(CV 등급) |
| 염화물 배출(염화수소 가스) | 적용 중 가스 측정 | 환경 규정 준수 한도 내 |
플럭스 처리와 세라믹 폼 여과 간의 상호 작용
플럭스와 필터링이 대안이 아닌 상호 보완적인 이유
우리가 자주 접하는 오해 중 하나는 파운드리에서 플럭스 처리와 세라믹 폼 여과 중 하나를 선택해야 한다는 생각, 즉 여과 시스템을 설치하면 플럭스 처리가 불필요해진다는 생각입니다. 이는 각 공정이 수행하는 작업에 대한 오해가 반영된 것입니다.
플럭스 처리(탈기 및 드로싱)로 제거합니다:
- 용존 수소 가스(여과는 불가능)
- 용융물 표면과 몸체에서 나오는 큰 산화물 막과 드로스(부유 및 응고를 통해)
- 수소 흡수 경향을 증가시키는 알칼리 금속(Na, Ca, K).
- 스키밍을 통해 거칠게 분포된 내포물.
세라믹 폼 여과로 제거합니다:
- 플럭스 처리 후에도 남아있는 미세 산화물 바이필름 및 포함 입자.
- 작은 내화성 파편.
- 미세한 금속 간 입자.
- 플럭스 처리로 인해 남지만 여전히 주조 결함을 유발하는 포함 개체군입니다.
이 두 기술은 서로 다른 개재물 크기 범위와 서로 다른 야금학적 문제를 해결합니다. 플럭스 처리는 총 수소와 큰 개재물 문제를 처리하고, 여과는 처리 후 남는 미세 개재물 집단을 처리합니다. 이 두 기술을 함께 사용하면 어느 하나만으로는 달성할 수 없는 금속 품질을 얻을 수 있습니다.
올바른 프로세스 순서
주조 전 알루미늄 용융 처리를 위한 올바른 순서입니다:
1. 충전 및 녹이기 → 용광로를 로드하고 전하를 녹입니다.
2. 합금 및 온도 조정 → 합금 원소를 추가하고 온도를 조정합니다.
3. 드로싱 플럭스 처리 → 드로싱 플럭스, 작업 및 탈지 드로스를 적용합니다.
4. 가스 제거 플럭스 처리 → 로터리 장치 또는 랜스를 통해 가스 제거 플럭스를 적용하고 수소를 완전히 제거합니다.
5. 처리 후 드로스 제거 → 탈기 처리에서 발생하는 부산물 찌꺼기를 스킴합니다.
6. 곡물 정제기 추가 → 알티5B1 또는 알티B2 입자 정제기를 추가합니다(주조 5~10분 전).
7. 캐스팅 스테이션으로 전송 → 전송 중 난기류와 재산화를 최소화합니다.
8. 세라믹 폼 여과 → 게이팅 시스템의 Al₂O₃ 폼 필터를 통해 금형 충전 중 필터링합니다.
9. 캐스팅 → 필터링된 금속 스트림을 통해 금형을 채웁니다.
플럭스 처리 후 여과를 하면 필터가 비교적 깨끗한 금속(플럭스가 큰 내포물을 제거)을 볼 수 있어 필터 수명을 극대화하고 조기 막힘이 발생하기 전 기간을 연장할 수 있습니다.
안전, 환경 규정 준수 및 취급 요건
플럭스 취급 시 건강 및 안전 위험 요소
알루미늄 용융 처리 플럭스는 적절한 취급 관리가 필요한 산업용 화학 물질입니다:
수분 민감도: 모든 염화물-불소 플럭스 제품은 대기의 수분을 적극적으로 흡수합니다. 플럭스를 습한 대기와 반응시키면 심각한 호흡기 자극 물질인 염화수소(HCl) 가스가 생성됩니다. 플럭스는 건조한 상태에서 밀폐된 용기에 보관하세요. 용융 알루미늄 욕조에 젖은 플럭스를 넣지 마세요. 격렬한 증기 발생으로 인해 용융 금속이 분사될 수 있습니다.
적용 중 HCl 가스 발생: 염화물 함유 플럭스가 용융 알루미늄과 접촉하면 가스 제거 반응의 부산물로 염화수소(HCl) 및 염소(Cl₂) 가스가 생성됩니다. 두 가스 모두 호흡기 자극제이며 부식성 물질입니다. 플럭스 처리 구역에는 적절한 국소 배기 환기 장치를 설치하여 HCl 농도를 OSHA PEL인 5ppm(천정 제한) 이하로 유지해야 합니다.
불화수소(HF) 생성: 불소 성분은 일부 조건, 특히 고온이나 습한 플럭스에서는 불화수소 가스를 생성할 수 있습니다. 불화수소는 심각한 전신 독성 물질로, OSHA PEL은 3ppm TWA입니다. 호흡기 보호구와 환기가 필수적입니다.
녹은 소금 화상: 플럭스 재료는 650~720°C에서 녹으며 적용 시 에너지가 넘치는 용융 액체로 작동합니다. 피부에 닿으면 심각한 열화상 및 화학적 화상을 입을 수 있습니다. 완전한 PPE(안면 보호대, 내열 장갑, 근접 작업용 알루미늄 보호복)가 필요합니다.
플럭스 애플리케이션에 필요한 PPE
| 작업 | 필수 PPE |
|---|---|
| 플럭스 백 취급/이송 | 보안경, N95 호흡보호구, 니트릴 장갑 |
| 랜스 주입 작업 | 안면 보호대, N95-P100 호흡기, 내열 장갑, 방염 의류 |
| 회전식 가스 제거 작업 | 안면 보호대, P100 호흡보호구, 내열 장갑, FR 의류 |
| 치료 후 드로스 스키밍 | 안면 보호대, P100 호흡보호구, 내열 장갑, FR 의류 |
| 플럭스 저장 영역 검사 | 보안경, 방진 마스크 |
환경 규정 준수
염화물 배출량: 플럭스 처리에서 발생하는 염화수소 가스는 미국 대기법, EU 산업 배출 지침 및 이에 상응하는 국가 규정에 따라 규제됩니다. 허용되는 배출 수준은 관할 지역과 시설 규모에 따라 다릅니다. 밀폐된 가스 제거 스테이션이 있는 파운드리에서는 일반적으로 습식 스크러버 또는 건식 중탄산나트륨 스크러빙 시스템을 사용하여 대기 배출 전에 HCl을 포집합니다.
불소 배출량: 플럭스 처리에서 발생하는 HF 및 미립자 불소는 염화물 배출과 유사하게 규제됩니다. 규제 관할 지역의 파운드리는 플럭스 소비율 또는 플럭스 화학에 큰 변화가 있을 때마다 배출 테스트를 수행해야 합니다.
사용 후 플럭스/염 슬래그 처리: 플럭스 처리 후 생성되는 염 슬래그(염 플럭스, 알루미늄 산화물 및 포획된 금속의 혼합물)는 해당 유해 폐기물 규정에 따라 폐기해야 합니다. 많은 관할권에서 알루미늄 염 슬래그는 유해 폐기물로 분류됩니다(물과 접촉하면 암모니아와 인화성 가스를 생성하는 물 반응성 질화 알루미늄 함량으로 인해). 애드테크는 고객의 환경 규정 준수를 지원하기 위해 플럭스 제품에 대한 폐기물 흐름 특성화 데이터를 제공합니다.
REACH/SDS 규정 준수: 모든 애드테크 플럭스 제품은 해당 화학물질 관리 규정에 따라 등록되어 있으며, 필요한 언어로 된 최신 안전보건자료가 제공됩니다.
알루미늄 합금 및 공정에 적합한 플럭스 선택하기
합금별 플럭스 선택 고려 사항
알루미늄 합금 제품군마다 서로 다른 플럭스 처리 과제를 안고 있습니다:
| 합금 제품군 | 주요 과제 | 권장 플럭스 유형 | 특별 고려 사항 |
|---|---|---|---|
| Al-Si(A356, A380, ADC12) | 수소 다공성; 산화물 바이필름 | DG-1 또는 DG-2 탈기 + DR-1 드로싱 | 표준 치료, 가장 일반적인 치료 |
| Al-Si-Mg(A357) | 마그네슘 산화; MgAl₂O₄ 스피넬 | DG-1 + RF-1 정제 | 마그네슘 함유 합금은 더 많은 드로스를 생성합니다. |
| Al-Cu(2xx.x) | 고온에서 높은 H₂ 흡수 | DG-1 로터리 + CV-1 커버링 | 더 높은 처리 온도 필요 |
| Al-Mg(5xx.x) | 공격적인 표면 산화 | DR-2 헤비 드로싱 + CV-1 | Mg 콘텐츠가 드르로스 비율을 크게 증가시킵니다. |
| Al-Zn-Mg(7xx.x) | 복합 산화물; 아연 변동성 | DG-2 + RF-1 | 아연 흄 관리 필요 |
| 2차/재활용 합금 | 매우 높은 인클루전 부하 | DR-2 + DG-1 + RF-1 결합 | 보다 적극적인 치료 필요 |
| 고순도 알루미늄(1xxx) | 수소 흡수, 기타 문제 최소화 | DG-1(저용량) | 매우 깨끗함; 최소한의 드로싱 플럭스 필요 |
프로세스별 플럭스 용량 가이드
| 프로세스 유형 | 용광로 크기 | 추천 플럭스 제품 | 총 플럭스 선량(kg/톤 Al) |
|---|---|---|---|
| 중력 다이 캐스팅(소형) | 0.5-2톤 | DG-2 창 + DR-1 | 2.5-4.5kg/톤 |
| 중력 다이 캐스팅(중형) | 2-10톤 | DG-1 로터리 + DR-1 | 2.0-3.5kg/톤 |
| 고압 다이캐스팅 | 5-30톤 | DG-1 로터리 + DR-2 | 1.5-3.0kg/톤 |
| 저압 주조 | 2-15톤 | DG-1 로터리 + CV-1 + DR-1 | 2.5-4.0kg/톤 |
| 투자 캐스팅 | 0.1-2톤 | DG-2 + RF-1 태블릿 | 3.0-5.0 kg/톤 |
| 2차 제련 | 20-100톤 | DG-1 + DR-2 헤비 + CL-1 주기적 | 3.0-6.0 kg/톤 |
| 연속 캐스팅 | 50-200톤 | DG-1 인라인 + CV-1 + CFL(주기적) | 1.0-2.5kg/톤 |
자주 묻는 질문(FAQ)
Q1: 알루미늄용 탈기 플럭스와 드로싱 플럭스의 차이점은 무엇이며 둘 다 필요한가요?
가스 제거 플럭스와 드로싱 플럭스는 근본적으로 다른 기능을 수행합니다. 디가스 플럭스는 수소를 표면으로 운반하는 미세 기포를 생성하여 용융체에서 용존 수소 가스를 제거하여 주조 다공성을 감소시킵니다. 드로싱 플럭스는 용융 표면의 드로스 층에 작용하여 점도를 낮추어 갇힌 금속 알루미늄 방울이 용융물로 다시 합쳐지고 배출되도록 하여 금속 회수를 개선하고 건조하고 쉽게 스키밍되는 드로스를 생성합니다. 대부분의 생산 알루미늄 파운드리에서는 탈기 플럭스가 내부 다공성 문제를 해결하고 드로싱 플럭스는 금속 손실과 표면 내포물 생성을 줄여주는 두 가지 이점을 모두 누릴 수 있습니다. 일부 다목적 플럭스 제형은 전용 단일 목적 제품보다 효율이 약간 떨어지지만 두 가지 기능을 동시에 제공합니다.
Q2: 탈기 플럭스가 용융 알루미늄에서 현실적으로 제거할 수 있는 수소의 양은 얼마입니까?
달성 가능한 수소 감소량은 적용 방법에 따라 크게 달라집니다. 올바른 주입 속도(0.8~2.0kg/톤)와 처리 시간(톤당 12~20분)에 회전식 탈기 장치로 탈기 플럭스를 사용하면 2차 알루미늄 용융물의 용존 수소 함량을 100g Al당 0.30~0.60ml H₂에서 0.08~0.15ml/100g으로 줄여 50-75%를 감소시킬 수 있습니다. 로터리 장치 없이 랜스를 주입하면 40-60%를 더 낮출 수 있습니다. 단순 표면 도포는 20-35% 감소에 불과합니다. 플럭스 주입과 결합된 회전식 가스 제거 장치는 특히 자동차 안전 부품 및 기밀 주조와 같이 낮은 다공성을 요구하는 주물에 가장 효과적인 방법입니다.
Q3: 가스 제거 플럭스를 사용하는 동안 연기와 연기가 많이 발생하는 이유는 무엇인가요?
플럭스 도포 시 연기 및 흄 발생은 정상적이고 예상되는 현상이며, 이는 플럭스 화학이 제 기능을 수행하면서 발생하는 부산물입니다. 눈에 보이는 연기는 주로 염화물 염이 용융물의 수분 및 알루미늄 산화물과 반응할 때 생성되는 염화수소(HCl) 가스와 미세한 소금 입자입니다. 정상적인 처리량을 초과하는 과도한 연기는 습하거나 습기로 오염된 플럭스(보관 조건 및 용기 무결성 확인), 사용 가능한 환기에 비해 플럭스 적용 속도가 너무 높거나(주입 속도를 줄이거나 환기 개선) 용융물 또는 용광로 대기의 수분 함량이 비정상적으로 높다는 것을 나타낼 수 있습니다. 플럭스 처리를 시작하기 전에 항상 국소 배기 환기가 작동하는지 확인하고, 염화수소는 자극이 적은 농도에서는 무취이므로 눈에 보이는 연기 수준에 관계없이 적절한 호흡기 보호구를 착용하세요.
Q4: 마그네슘 함량이 다른 두 알루미늄 합금에 동일한 플럭스를 사용할 수 있나요?
기본 플럭스 화학(KCl-NaCl-불화 시스템)은 모든 알루미늄 합금과 호환되지만 마그네슘 함유 합금(A356, A357, Mg > 0.2%)은 수정된 처리 방법이 필요합니다. 마그네슘은 알루미늄보다 더 공격적으로 산화되어 금속 톤당 훨씬 더 많은 드로스를 생성합니다. 고마그네슘 합금의 경우: 드로싱 플럭스 주입 속도를 25~40% 높이고, 표준 드로싱 플럭스 대신 고강도 드로싱 플럭스(AdTech DR-2)를 사용하고, 처리 주기 사이에 마그네슘 함유 용융 표면을 보호하기 위해 커버링 플럭스 적용 속도를 높입니다. 마그네슘은 또한 일부 불소 성분과 우선적으로 반응하여 가스 제거 플럭스의 효율을 약간 감소시키는데, 이 효과는 Mg < 0.5%에서는 미미하지만 Mg 수준이 높을수록 의미 있는 영향을 미칩니다.
Q5: 밀도 지수는 무엇이며 플럭스 처리 효과를 어떻게 측정하나요?
밀도 지수(DI) 테스트는 용융 알루미늄의 용존 수소 함량을 측정하는 가장 널리 사용되는 현장 측정법입니다. 두 개의 작은 금속 샘플을 대기압과 진공(일반적으로 80-100 mbar) 상태에서 동시에 응고시킵니다. 두 샘플의 무게를 측정합니다. 밀도 지수는 다음과 같이 계산됩니다: DI(%) = (대기 밀도 - 진공 밀도) / 대기 밀도 × 100. DI가 0%이면 시료(본질적으로 수소가 없는 금속) 간에 다공성 차이가 없음을 나타냅니다. 5% 이상의 DI는 용존 수소가 상당히 많음을 나타냅니다. 대부분의 자동차 주조 사양은 2-4% 미만의 DI를 요구합니다. 항공우주 분야에서는 일반적으로 1-2% 미만의 DI가 필요합니다. 플럭스 처리 전후에 DI를 측정하여 처리 효과를 직접 정량화하십시오: AdTech 탈기 플럭스로 로터리 탈기 처리를 잘 수행하면 DI가 8-20%(미처리 2차 알루미늄)에서 1-4%로 감소해야 합니다.
Q6: 탈기 처리 후 용융 알루미늄이 다시 수소 픽업에 문제가 생기기 전까지 얼마나 오랫동안 깨끗한 상태를 유지합니까?
탈기된 알루미늄은 주로 용해로 대기의 수분 함량과 용융 표면 상태에 따라 달라지는 속도로 용해로 대기에서 수소를 재흡수합니다. 용융 표면이 노출된 가스 연소로에서 수소 재흡수는 시간당 알루미늄 100g당 용해된 함량을 약 0.03~0.08ml H₂까지 증가시킵니다. 수분 노출이 적은 유도로에서는 재흡수가 더 느립니다(시간당 0.01~0.04 ml/100g). 용융 표면 위에 염층을 유지하는 커버 플럭스를 사용하면 재흡수는 시간당 약 0.005-0.020 ml/100g으로 느려집니다. 실용적 시사점: 표준 주조의 경우, 탈기된 금속은 처리 후 30~60분 이내에 주조해야 합니다. 중요한 응용 분야(항공우주, 내압 부품)의 경우 20~30분 이내에 주조해야 합니다. 유지 시간이 이 제한을 초과하는 경우 주조하기 전에 저용량 탈기 플럭스로 재처리합니다.
Q7: 알루미늄 플럭스 처리에 적합한 온도는 얼마인가요, 온도가 성능에 큰 영향을 미치나요?
대부분의 알루미늄 용융 플럭스 처리를 위한 최적의 온도 범위는 710~740°C이며, 표준 합금의 경우 720°C가 가장 이상적입니다. 이 온도 창은 금속 유동성(온도가 높을수록 플럭스 분포 및 기포 방출이 개선됨), 플럭스 활성(대부분의 플럭스 시스템은 700-740°C에서 최적의 반응 동역학을 가짐), 수소 확산 속도(온도가 높을수록 수소 확산 계수가 증가하여 제거율이 향상됨)의 균형을 맞추고 있습니다. 680°C 이하로 처리하면 플럭스 용융점이 금속 온도에 가까워져 플럭스 유동성과 침투력이 감소하기 때문에 플럭스 효과가 감소합니다. 780°C 이상으로 처리하면 용융물 산화가 가속화되고 용광로 가스로부터 수소 흡수율이 증가합니다. 더 높은 온도에서 가공하는 Al-Cu 합금의 경우 740~780°C 범위에 최적화된 플럭스 선택에 대해 AdTech 기술팀에 문의하세요.
Q8: 알루미늄 용융 처리 플럭스의 효과를 유지하려면 어떻게 보관해야 하나요?
올바른 보관은 염화물-불소 플럭스 성능을 위해 매우 중요합니다. 모든 AdTech 플럭스 제품은 밀봉된 방습 용기(원래의 밀봉된 백 또는 드럼)에, 상대 습도가 60% 이하인 건조한 조건에서, 직사광선 및 열원으로부터 보호되는 상온(5-35°C)에서, 물, 산 및 호환되지 않는 화학 물질로부터 멀리 떨어진 곳에 보관해야 합니다. 대기 중 수분에 노출된 플럭스는 수분을 흡수하여 응집을 유발하고 유동성을 감소시키며(사출 성능에 영향을 미침) 도포 시 염산(HCl) 발생을 증가시킵니다. 사용하기 전에 모든 용기의 밀봉 상태를 확인하십시오. 손상되었거나 이전에 개봉한 용기의 플럭스는 습기 노출이 의심되는 경우 제어된 오븐(120°C에서 4-8시간 동안)에서 건조하지 않고 사용하지 마십시오. 올바르게 보관된 AdTech 플럭스 제품의 유통기한은 제조일로부터 24개월입니다.
Q9: 플럭스 처리만으로 알루미늄 주물의 다공성을 제거할 수 있습니까, 아니면 여과도 필요합니까?
플럭스 처리와 세라믹 폼 여과는 알루미늄 주조 품질의 다양한 측면을 해결하며, 어느 하나만으로는 최적의 결과를 얻을 수 없습니다. 가스 제거 플럭스는 알루미늄 주물에서 수축 미세 다공성 및 기체 다공성의 주요 원인인 용존 수소를 제거합니다. 그러나 플럭스 처리는 스키밍이나 부양으로 포집하기에는 너무 작은 미세 산화물 이중막과 내포물 입자의 잔류군을 남깁니다. 일반적으로 0.5mm보다 작은 이러한 미세 개재물은 바이필름 관련 다공성(결합되지 않은 바이필름 인터페이스가 응고된 금속에서 빈 공간으로 작용하는 경우), 기계적 특성 산란 및 가공된 표면 결함의 원인이 됩니다. 세라믹 폼 여과(게이팅 시스템의 30-40 PPI Al₂O₃ 필터)는 플럭스 처리가 놓치는 이러한 잔류 미세 내포물을 포착합니다. 적절한 플럭스 처리와 세라믹 폼 여과의 조합은 두 공정을 단독으로 사용하는 것보다 낮은 다공성과 더 나은 기계적 특성 일관성을 일관되게 달성합니다.
Q10: A380 합금을 생산하는 2차 알루미늄 다이캐스팅 작업에 권장되는 플럭스 처리 절차는 무엇입니까?
2차 알루미늄 A380 다이캐스팅의 경우, AdTech 제품을 사용하는 권장 처리 순서는 다음과 같습니다: (1) 용융 사이클이 끝날 때 금속이 720-730°C에 도달하면 스키밍으로 큰 부유물을 제거합니다; (2) 축적된 드로스 톤당 5-10kg의 AdTech DR-1 드로싱 플럭스를 적용하고 천공 스키머로 드로스 표면에 작업하고 3-5분 접촉 시간을 둔 다음 처리된 드로스를 깨끗하게 스키밍합니다; (3) 로터리 탈기 장치(또는 로터리 장치를 사용할 수없는 경우 랜스)를 도입하고 AdTech DG-1 디가스 플럭스를 1에서 적용합니다.0-1.톤당 5-7 L/min의 질소 운반 가스를 사용하여 용광로 내 알루미늄 5kg/톤, 처리 시간 12-15분; (4) 탈기 후, 주조 전까지 처리된 금속을 보호하기 위해 용융 표면 5kg/m²에서 AdTech CV-1 커버 플럭스를 도포; (5) 탭핑 전에 커버 플럭스 잔류물을 제거하고 DI(표준 다이 주조의 경우 3% 이하 목표)를 확인; (6) 다이 주조기 샷 슬리브로 샷하는 동안 AdTech Al₂O₃ 20-25 PPI 세라믹 폼 필터를 통해 금속 스트림을 필터링합니다.
요약: 효과적인 알루미늄 용융물 처리 프로그램 구축하기
알루미늄 주조의 품질은 금속이 금형에 들어가기 전 금속 처리 공정의 품질에 따라 크게 결정됩니다. 툴링 최적화, 금형 설계 개선 또는 공정 파라미터 조정을 아무리 해도 과도한 용존 수소와 높은 내포물 하중을 지닌 채 게이팅 시스템에 유입되는 금속을 보상할 수는 없습니다.
탈기, 드로싱, 피복, 정제 및 용광로 세척 응용 분야를 포괄하는 AdTech의 알루미늄 용융 처리 플럭스 제품군은 체계적인 금속 품질 향상을 위한 완벽한 툴박스를 제공합니다. 효과적인 플럭스 처리 프로그램을 관리하는 핵심 원칙:
플럭스 유형과 기능을 일치시킵니다. 가스 제거 플럭스는 수소를 제거하고, 드로싱 플럭스는 금속 회수를 개선하며, 피복 플럭스는 재산화를 방지하고, 정제 플럭스는 미세한 내포물을 포집합니다. 목적에 맞지 않는 플럭스 유형을 사용하면 주입 속도에 관계없이 결과가 좋지 않습니다.
적용 방법에 따라 성능 상한이 결정됩니다. 플럭스 주입을 통한 회전식 가스 제거는 표면 도포보다 성능이 우수한 랜스 주입보다 일관되게 우수합니다. 생산 규모와 품질 요구 사항에 적합한 도포 장비에 투자하세요.
순서가 중요합니다. 탈기 전 드로스 제거, 주조 전 탈기, 금형 충진 중 여과 - 순서는 임의적이지 않으며 각 단계는 이전 단계를 기반으로 합니다.
플럭스 처리와 세라믹 폼 여과를 결합하세요. 플럭스 처리는 여과가 제거할 수 없는 것(용존 수소)을 제거하고, 여과는 플럭스 처리가 제거할 수 없는 것(미세한 바이필름 내포물)을 제거합니다. 이 두 기술은 상호 보완적인 기술이며, 두 기술을 체계적으로 사용할 때 최고의 주조 품질을 얻을 수 있습니다.
문서화하고 측정하세요. 처리 전후의 밀도 지수 측정, 드로스 금속 함량 측정, 주조 거부율 추적은 플럭스 프로그램 효과를 검증하고 개선 기회를 파악하는 지표입니다.
이 글은 알루미늄 야금 전문가와 파운드리 공정 엔지니어의 기고로 애드테크의 기술 편집팀이 작성했습니다. 제품 사양, 성능 데이터 및 적용 가이드라인은 2025~2026년 현재 AdTech의 현재 공식과 현장 경험을 반영합니다. 애플리케이션별 플럭스 선택, 도징 최적화 및 현재 가격에 대한 자세한 내용은 애드테크 기술팀에 문의하세요.
