고품질 금속, 특히 알루미늄의 생산은 용탕에서 수소와 같은 원치 않는 가스를 제거하는 데 필수적인 탈기 공정에 크게 의존합니다. 이를 통해 금속은 다양한 응용 분야에 필요한 순도, 강도 및 내구성 표준을 충족합니다. 탈기 공정의 핵심 구성 요소 중 하나는 탈기 로터이며, 이러한 로터의 고급 소재에 있어서 질화규소(Si₃N₄)는 탁월한 선택입니다. 기계적, 열적, 화학적 특성의 독특한 조합으로 잘 알려진 질화규소는 금속 산업에서 가스 제거 용도로 점점 더 많이 채택되고 있습니다.
질화규소 탈기 로터 주로 알루미늄 및 그 합금의 가스 제거에 사용됩니다. 주조 과정에서 알루미늄은 대기 중 수소를 흡수하여 용탕 내에 수소 가스 기포가 형성되는 경향이 있습니다. 이러한 기포는 다공성과 같은 최종 제품의 결함을 유발하여 금속의 기계적 특성을 크게 저하시킬 수 있습니다. 이를 완화하기 위해 이러한 용해된 가스를 제거하는 탈기 공정이 사용됩니다. 탈기 로터는 용융 금속에 잠겨 수소 및 기타 불순물 제거를 촉진하여 보다 깨끗하고 고품질의 금속 생산을 보장합니다.
이러한 로터에 질화규소를 사용하는 장점은 인상적인 재료 특성에 있습니다. 질화 규소는 탁월한 경도, 내마모성 및 열 안정성으로 유명한 고성능 세라믹입니다. 온도가 700°C를 초과할 수 있는 극한의 용융 금속 조건에서 로터 재료는 기계적 무결성이 저하되거나 손실되지 않고 고열에 지속적으로 노출되는 것을 견뎌야 합니다. 이러한 조건에서 구조적 완전성을 유지하는 질화규소의 능력은 탈기 응용 분야에 사용하기에 이상적입니다.
또한 질화규소는 열충격에 대한 저항력이 뛰어납니다. 이는 온도 변동이 빠르고 심할 수 있는 용융 금속 가공에서 중요한 요소입니다. 열 응력으로 인해 휘거나 갈라질 수 있는 금속과 달리 질화규소는 급격한 온도 변화에도 모양과 강도를 유지합니다. 이 특성은 탈기 로터의 사용 수명을 연장하고 교체 빈도를 줄이고 산업 공정의 가동 중지 시간을 최소화합니다.
질화규소의 또 다른 중요한 이점은 내화학성입니다. 용융된 알루미늄에는 염소, 황 등 다양한 불순물이 존재할 수 있으며, 이러한 불순물이 다른 물질과 반응하여 로터가 부식되거나 성능이 저하될 수 있습니다. 그러나 질화규소는 부식에 대한 저항력이 매우 강하며 다른 금속이나 세라믹과 같은 방식으로 이러한 용융 물질과 상호 작용하지 않습니다. 화학적 공격에 대한 이러한 저항성은 탈기 로터가 작동 수명 전반에 걸쳐 효과적인 상태를 유지하도록 보장합니다.
또한 질화규소 탈기 로터를 사용하면 보다 효율적이고 비용 효과적인 금속 가공에 기여합니다. 이러한 로터는 뛰어난 내마모성과 화학적 안정성을 제공하기 때문에 금속이나 낮은 등급 세라믹으로 만든 기존 탈기 로터에 비해 교체 빈도가 더 낮습니다. 이는 주조 시설의 유지 관리 비용과 가동 중지 시간을 줄여 장기적으로 더욱 경제적인 선택이 됩니다. 또한, 고온을 처리하고 열충격에 저항하는 질화규소의 능력은 더 높은 효율성 수준에서 작동할 수 있고, 탈기 공정 속도를 높이고 전반적인 생산성을 향상시킬 수 있음을 의미합니다.
질화 규소 탈기 로터의 또 다른 주목할만한 측면은 금속 생산의 환경 지속 가능성에 대한 기여입니다. 질화규소 로터는 용융 금속의 순도를 향상시켜 비용이 많이 드는 2차 정제 공정의 필요성을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이러한 공정에는 추가 에너지 투입과 화학 물질 사용이 필요한 경우가 많으며, 이는 환경에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 질화규소 로터는 처음부터 금속이 적절하게 탈기되도록 함으로써 알루미늄 생산 및 기타 금속 제조 공정의 탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.