※ 전기로 구성에 필요한 소재별 특징 및 용도

01 . 발열체 ( 發 熱 體 - HEATING ELEMENTS )
발열체는 열원이 전기인 간접식 저항 가열에 있어서 가장 중요한 재료로써, 사용 목적에 따라 여러 가지 조건을 만족케 하는 것이어야 하며, 그 저항재료로서 일반적으로 요구되는 사항을 제시 하면 다음과 같다.

- 고유저항이 클 것.
- 용융 또는 연화하는 온도가 높을 것.
- 고온에서도 화학적으로 견고하고 쉽사리 산화되지 않을 것.
- 압연 또는 조형 등 가공하기 쉬울 것.
- 팽창계수가 적을 것.

상기 예 이외에도 발열체는 장착이 편리한 형태로 제작되어야하고 표준화되어 유지보수가 자유롭게 활용되어야 하며, 실용적이고 가격이 저렴할 것이 요구된다. 간접 식 저항가열로 ( 전기로 )에 주로 사용되어지고 있는 발열체의 종류 및 특성은 다음과 같다.

02. 내화재

올바른 내화재의 선택은 전기로의 수명을 연장 시킬 뿐 아니라 爐 내의 열 분포도를 향상 시키는 역할도 한다. 고로, 단열 Insulation이 요구하는 조건은 우선, 열전도율이 낮고, 고온 하에서의 강도도 좋고, 경량이며 고온 하에서 화학적으로 안정해야한다.

그러나 이러한 조건들을 동시에 만족시키는 이상적인 내화물은 아직까지 개발이 되어 있지 않다. 따라서 보통 전기로를 제작할 때 즉, 축로를 할 때 爐 내화벽을 3겹으로 하는 것을 기본으로 하고, 각 내화 겹 별 종류 선택을 아래와 같이 하고 있다.

하지만 상기 조건은 일반적인 ( 실험/ 연구용) 예이며, 爐의 형식에 따라서 爐 벽 구조나 사용법이 상이하게 변할 수 있다.

03. 온도측정 장치

일반적으로 온도측정 장치는 온도를 감지하는 측온부와 측온부로 부터 감지한 온도를 직접 또는 간접적으로 온도를 표시하는 표시부로 구성되어 있으며 그 측정원리에 따라 접촉법과 비 접촉법으로 구분 된다.

04. 온도 및 전력 조절 장치

피열물을 원하는 溫度로 열처리하기 위해서 열원인 가열 電力을 加減하는 것을 온도 조절 또는 온도 제어라고 한다. 그중에서도 일정온도로 유지하는 것을 정치제어 ( 定置制御 ), 온도를 시간의 경과와 함께 미리 정해진 대로 변경시키는 것을 프로그램 제어 라고 한다. 온도 조절장치는 크게 檢出 부 및 制御造作 부 두 가지로 구분되며, 주요 소재로는 온도조절기 (Temperature Controller), 전력 조절기 (Thyristor), 변압기 (Transformer) 등이 있으며 사용 용도는 다음과 같다.

A 온도조절기

일반적으로 저항 가열로에서 사용하는 온도조절기(Temperature Programmable Controller )는 열전대, 측 온 저항 장치, 직류 전압 등의 입력을 받아 P.I.D ( 비례. 미분. 적분) 제어에 의해 Relay, S.S.R, 전류 출력 등으로 제어한다. 입력주기 ( Sampling 주기)가 100ms 측정 입력정도가 ± 0.1 % F.S 의 성능을 가지고 있어서 온도 제어와 입력응답이 빠른 유량, 압력제어 등에도 사용되어지고 있다.
보편적으로 전기로의 온도를 조절하는 Temperature Controller는 조절 동작에 따라 분류되며 내용은 다음과 같다.

B 전력제어장치 ( POWER CONTROLLER )

별도의 장치 동작용 전원을 공급하지 않고 온도조절기로 부터 받은 전류제어신호 ( DC 4 -20mmV , DC 0 - 5V, DC 0 - 10V 등)를 동작전원으로 사용하면서 부하의 위상제어가 가능한 전력 제어 장치로 종류로는 다음과 같다.

C 변압기 ( TRANSFORMER )

변압기(TRANSFORMER)의 원리는 코일의 상호유도작용을 이용한 것이다. 즉 두 코일을 가까이 하면 한쪽 코일의 전력을 다른 쪽 코일에 전달할 수 있다는 간단한 원리를 적용 한 것으로, 전력을 공급하는 쪽의 코일(입력)을 1차 측, 전력을 꺼내는 쪽( 출력 )을 2차측이라 칭한다. 1차측 권수와 2차측 권수의 비율에 따라 2차측의 전압이 변화 되며. 2차측에서 권선의 도중에 선을 내어(TAP이라고 불림) 복수의 전압을 얻을 수 있도록 한 것이 저항가열로에서 주로 사용되고 있다.

05. 기 타

저항로 제작에는 앞서 기술한 주요 소재뿐만이 아니라, 저항가열로의 종류 및 형태 그리고 피열물의 열처리 용도에 따라 다양한 소재가 구성된다.

[출처 : 템프 ] 전기로 구성에 필요한 소재별 특징 및 용도