유도로 도가니 설치·사용 가이드 — 깨지는 원인과 점검
도가니를 수명보다 일찍 못 쓰게 되는 원인 | 올바른 설치 순서 | 사용 중 점검 | 백킹재·토핑재
※ 설치 순서 그림 (실제 치수 비율과는 다를 수 있음)
깨짐 원인 1순위 = 다짐 불량설치 전 24시간 건조
▼ 핵심 요약
깨지는 가장 큰 이유
사용 중 도가니 몸체에 생기는 금(균열)
금이 생기는 원인
설치할 때 백킹재를 잘못 다졌거나 덜 다짐
가장 흔한 위치
도가니 위쪽 1/3
설치 핵심
낮게 앉히고, 약 25 mm씩 고르게 다지기
사용 전
건조한 곳 보관, 24시간 이상 건조
사용 중 점검
고르지 않은 마모, 움푹 파인 곳, 밝게 보이는 곳
백킹재
도가니 재질에 맞춰 따로 사용 (아래 4번 참고)
※ 아래 내용은 제조사 설치 지침을 요약한 것입니다. 실제 설치는 사용하시는 유도로 제조사의 지침을 함께 따르십시오.
1. 도가니가 깨지는 원인
⚠ 도가니를 수명보다 일찍 못 쓰게 되는 가장 큰 이유는 사용 중에 도가니 몸체에 금(균열)이 생기는 것입니다.
이 금은 도가니 자체의 결함이 아니라, 설치할 때 도가니와 코일 사이에 채우는 백킹재를 잘못 다졌거나 덜 다져서 생기는 경우가 거의 전부입니다.
백킹재가 고르게 단단히 다져져야 도가니를 사방에서 눌러 잡아 주는데, 덜 다진 곳은 용해할 때마다 가열·냉각을 되풀이하면서 도가니가 다른 부분과 다르게 늘었다 줄었다 하고,
그러다 금이 생깁니다. 아무리 좋은 도가니라도 설치가 잘못되면 쓰는 동안 깨집니다.
▼ 사용 중 금이 생기는 위치별 원인과 대응
금이 생기는 위치
원인
대응
도가니 위쪽 1/3 가장 흔함
코일 위쪽은 백킹재가 덜 눌려 있어 도가니를 잡아 주는 힘이 가장 약합니다. 그래서 이 부분만 다른 부분과 다르게 늘었다 줄었다 합니다.
도가니를 코일 안에 되도록 낮게 앉혀, 도가니 길이의 대부분이 다져진 백킹재에 잡혀 있게 합니다.
도가니 바닥
설치할 때 도가니 밑의 백킹재를 충분히 다지지 않았다는 신호입니다. 다짐 초기에 도가니가 움직였을 때 더 잘 생깁니다.
도가니를 올리기 전에 바닥 백킹재를 먼저 고르게 다지고, 옆을 다지는 동안 한 손으로 도가니가 움직이지 않게 잡아 줍니다.
마그네시아(MgO) 도가니
다른 재질보다 사용 중 몸체에 금이 생기기 쉬우며, 간헐적으로 사용할 때 더 두드러집니다.
올바르게 설치했다면 머리카락 같은 실금은 수명에 큰 지장이 없습니다.
2. 설치 순서
로 바닥에 백킹재를 붓고 뾰족한 다짐봉으로 단단하게 다집니다.
도가니를 올리고 코일과 중심이 맞는지 확인합니다.
도가니 둘레에 백킹재를 약 25 mm씩 붓고 고르게 다지는 작업을 코일 상단까지 되풀이합니다. 다지는 동안 도가니가 움직이지 않게 잡아 줍니다.
상부를 토핑재로 얇게 마감합니다.
용해를 시작합니다. 유도 코일이 도가니 안의 금속을 직접 가열합니다.
※ 설치를 마친 단면과 각 부분 이름 (실제 치수 비율과는 다를 수 있음)
맨 위 영상의 순서를 단계별로 적으면 위와 같고, 각 단계의 자세한 기준(코일 간격, 다짐봉 굵기, 가스 빼기, 건조)은 아래와 같습니다.
2-1. 도가니 크기 고르기
도가니 외경은 코일 안지름에 맞춰 정합니다.
외경 150 mm 이하: 도가니와 코일 사이 간격 최소 12~15 mm, 보통 최대 25 mm /
외경 150~250 mm: 최소 20 mm, 최대 37~40 mm. 간격이 너무 크면 다짐이 어렵고 재료와 시간이 더 들며 전력 손실이 생길 수 있습니다.
도가니 길이는 코일 길이에 맞춰, 최대한 코일의 용해 구간 안에 들어가고 로 위로는 적게 나오게 합니다.
도가니 바닥은 코일 하단보다 살짝 아래에 두어 맨 아래 용탕의 과열을 막고, 도가니 바닥과 로 바닥 사이는 최소 25 mm를 띄웁니다.
2-2. 다짐(Ramming)
다짐봉이 너무 굵은 것이 흔한 실수입니다. 간격 20 mm까지는 지름 5 mm 이하, 20~40 mm는 6~7 mm 봉을 쓰고, 끝은 뾰족해야 합니다.
백킹재는 소결되지 않는 고내화성 건식 재료로, 도가니의 팽창·수축을 받아 줄 수 있어야 합니다.
바닥부터 다져 단단해지면 도가니를 올리고 코일과 동심인지 확인합니다. 한 손으로 도가니가 움직이지 않게 잡고,
둘레에 약 25 mm씩 부어 고르게 다지는 작업을 코일 상단까지 되풀이합니다. 한 번에 많이 붓지 말고, 고르게 단단해진 뒤에 다음 층을 붓습니다.
상단은 세라믹 파이버 로프로 백킹재를 막고 알루미나 토핑재 또는 캐스터블 토핑 믹스로 얇게 마감합니다.
도가니 상부에 시멘트를 두껍게 쌓으면 열 사이클 중 도가니의 움직임을 막으므로 피합니다.
코일 밖에서 외부 슬리브에 미리 다져 두었다가 통째로 코일에 넣는 방법도 있습니다(빠른 도가니 교체용).
2-3. 가스 빼기
가스가 빠질 구멍이 없으면 로 안에 가스가 심하게 찰 수 있습니다. 백킹재·토핑재에 구멍을 내 두며,
예를 들어 외경 150 mm 도가니라면 지름 3 mm 구멍을 50 mm 간격으로 냅니다.
2-4. 보관과 건조
쓰지 않는 도가니는 오염과 습기 흡수를 막도록 덮개가 있는 건조한 곳에 보관합니다.
사용 전에는 가열된 장소에서 24시간 이상 충분히 건조합니다(예열로 위가 적당).
코일 안에서 건조할 때는 서셉터(진공 용해는 카본, 대기 용해는 연강)를 매달고 약 30분 동안 1,000°C까지 올린 뒤 천천히 낮춥니다.
시간과 온도는 도가니 크기와 로에 따라 달라집니다.
3. 사용 중 점검
사용 중 점검: 도가니가 크게 깨지기 전에는 보통 미리 조짐이 보입니다. 도가니 안쪽 벽이 고르지 않게 닳거나, 움푹 파인 곳이 생기거나,
유난히 밝게 보이는 곳이 생기면 주의해서 살핍니다.
잘 다져진 백킹층은 도가니를 둘러싼 또 하나의 ‘도가니’ 역할을 해, 도가니가 크게 깨져도 용탕이 코일까지 가지 않게 막아 줍니다.
4. 백킹 믹스·토핑재·시멘트
도가니와 코일 사이를 채우는 백킹재는 도가니 수명을 좌우합니다. 제조사는 도가니 재질에 맞춘 전용 백킹재와 마감재를 함께 공급합니다.
▼ 부자재
제품
설명
함께 쓰는 도가니
마그네시아 스피넬 드라이 백킹 믹스
마그네시아 스피넬 계열 건식 분말. 높은 열팽창으로 도가니를 단단히 잡아 주고, 유리화(소결)되지 않아 흐르는 성질을 유지해 도가니의 팽창·수축을 받아 줍니다.
가열되면 스피넬이 생기며 되돌아가지 않는 팽창이 일어나 식을 때도 도가니를 지지합니다. 용해량이 클수록 중요합니다. 유도 용해 도가니와 이송 래들 주위에 사용합니다.
알루미나, 크롬알루미나, 마그네시아
지르코니아 백킹 믹스
입도를 조절한 건식 지르코니아 분말. 지르코니아 도가니와 열팽창계수가 같아 같은 비율로 팽창·수축하므로 도가니 수명이 늘고 용탕이 깨끗해집니다. 진공로용입니다.
지르코니아 (Mg·Y·라임(칼시아) 안정화)
캐스터블 토핑 믹스
도가니 주위의 백킹 분말을 상부에서 고정합니다. 건조 상태로 공급되며 물을 섞어 씁니다. 수경성 뮬라이트로 1,700°C까지, 저합금강·스테인리스강과 반응하지 않습니다.
공통
알루미나 토핑재
기경성 고순도 알루미나 토핑재. 백킹 분말을 상부에서 고정하고 주입구(스파우트)를 만들 때 씁니다. 바로 쓸 수 있는 젖은 상태로 공급됩니다.
공통
크롬알루미나 시멘트
기경성 크롬알루미나 시멘트. 턴디시의 주입구·홈통 성형에 적합하며 로 내벽 라이닝에도 쓸 수 있습니다.
턴디시, 로 라이닝
셸 패치 시멘트
고알루미나 시멘트. 정밀주조 셸(Shell)을 보강하는 셸 패치용입니다. 바로 쓸 수 있는 젖은 상태로 공급됩니다.