분위기 박스 스토브의 분위기 컨트롤은 재료의 소결, 퇴화, 정 용접 등 공정 효과를 보장하는 핵심 부분이다. 서로 다른 분위기 (타성, 환원성, 산화성 등) 는 대응하는 컨트롤 프로세스와 일치해야 한다. 다음은 구체적인 분위기 컨트롤 방법과 조작 요점이다.

1. 분위기 유형 및 적용 장면(먼저 분위기를 선택)

먼저 공예 수요에 따라 분위기 종류를 확정해야 한다. 흔히 볼 수 있는 유형과 적합한 장면은 다음과 같다.

불활성 분위기 (질소, 아르곤): 구리, 티타늄 합금, 리튬이온 배터리 재료와 같은 산화하기 쉬운 재료의 열처리를 위해 재료가 고온에서 공기와 반응하는 것을 방지합니다.

환원성 분위기 (수소, 암모니아 분해 가스): 금속 산화물 환원 (예: 산화 구리를 순수 구리로 환원), 스테인리스 스틸 광택 퇴화 등의 공정에 사용되며, 수소 농도를 엄격히 통제하여 폭발 위험을 피해야 한다.

산화성 분위기(압축공기, 산소): 세라믹 소재 소결, 금속 표면 산화처리 등에 적용하여 재료 표면 성능을 강화한다.

혼합 분위기 (예: 질소 수소 혼합 가스, 아르곤 수소 혼합 가스): 보호와 환원 효과를 모두 고려하여 정밀 합금 부품의 열처리에 자주 사용됩니다.

2. 통용 분위기 제어 프로세스(기초 조작 절차)

어떤 분위기든,"로강 예처리 → 분위기 충전 → 온도 연동 제어 → 분위기 유지 → 냉방 유압"의 핵심 절차를 따라야 한다:

용광로 챔버 사전 처리 (공기 배출, 주요 단계)

난로문을 닫고 잠그고 대응분위기의 기원을 련결하여 난로강의 배기밸브를 열어야 한다.

소량의 분위기 가스 (유속은 작업 유속의 1.5배) 를 넣고 10-20분 동안 지속적으로 불며 용광로 안의 공기를 치환한다 (환원성 분위기라면 산소 함량을 50ppm 이하로 낮춰야 한다).

산소함량검측기를 통해 난로내의 산소농도를 실시간으로 검측할수 있으며 표준에 도달한후 배기밸브를 페쇄할수 있다.

분위기 충전과 스트레스 조절

가스 공급원 감압 밸브를 조절하고, 흡기 압력을 0.01-0.05MPa (미정압 상태, 공기 역류 방지) 로 제어하며, 가스 유량계를 공정 요구 유속 (일반적으로 0.5-2L/min, 용광로 챔버 부피에 따라 조정) 에 설치한다.

밀폐성 요구가 높은 공정에 대하여 난로강 압력 모니터링을 켜고 압력을 설정 구간에서 안정적으로 유지하여 압력 파동으로 인한 분위기 누출을 피할 수 있다.

온도-분위기 연동 제어

가열 프로그램을 시작하고, 가열 과정 중 분위기를 지속적으로 통입해야 한다:

저온단계 (<300 ℃): 기류속도를 적당히 높이고 온도상승과정에서 로강재료가 방출하는 미량의 기체를 신속히 정제한다.

고온단계(공정온도): 기류속도를 안정시키고 로내의 분위기성분을 균일하게 유지한다.

환원성 분위기를 위해서는 200 ℃ 로 뜨거워지기 전에 난로강의 산소 함량이 기준에 도달해야 하며, 고온에서 수소 등 인화성 및 폭발성 가스가 직접 유입되는 것을 금지해야 한다.

보온 단계 분위기 유지

보온 과정에서 실시간으로 분위기 유량, 난로 내 압력 및 산소 함량을 모니터링하고, 만약 유량 감소가 발생하면 즉시 가스 공급원 여량과 파이프라인이 막혔는지 검사한다;만약 산소 함량이 기준치를 초과한다면, 불어서 청소하는 유속을 높이고 누출점을 조사한다.

순환 분위기 난로에 대해서는 분위기 순환 풍기를 켜서 난로 안의 분위기가 균일하도록 보장하고 국부적인 분위기 성분 차이가 공예 일치성에 영향을 주지 않도록 해야 한다.

냉각 및 유압 (재료 산화 방지)

가열 시스템을 끄고 난로 온도가 200 ℃ 이하로 떨어질 때까지 분위기를 계속 유지하십시오 (산화하기 쉬운 재료는 실온으로 내려가야합니다).

만약 고온의 급속한 냉각을 위해, 분위기 보호 하에 난로체 냉각 시스템을 켤 수 있으며, 냉각 과정 중 분위기를 차단하는 것을 엄금한다.

난로 온도가 표준에 도달한 후, 흡기 밸브를 닫고, 배기 밸브를 천천히 열어 상압으로 누설하고, 다시 난로 문을 열어 부품을 찾는다.

3. 부동한 분위기의 전문통제요점

불활성 분위기(질소/아르곤) 제어

순도 높은 가스 (순도 ≥ 99.999%) 를 우선적으로 선택하여 가스 중 미량의 산소, 물로 인한 재료 산화를 피한다.

만약 난로강에 수분이 남아 있다면, 예처리 단계에서 분자체 건조기를 배합하여 분위기의 이슬점을 -40 ℃ 이하로 낮출 수 있다.

환원성 분위기(수소/암모니아 분해기) 제어

반드시 통풍이 잘되는 환경에서 조작해야 하며 로체는 수소루출검측기와 폭발방지장치를 갖추어야 하며 로체부근에서 불을 피우는것을 엄금해야 한다.

암모니아 분해 가스는 먼저 순화 장치를 통해 잔암모니아를 제거하고, 다시 용광로 안으로 통하여 잔암모니아가 용광로와 부품을 부식하는 것을 방지해야 한다.

용광로를 멈출 때는 먼저 수소가스원을 차단하고 타성기체를 통해 용광로 챔버를 30분 동안 청소한 후 뚜껑을 열어야 한다.

혼합 분위기 컨트롤

전용 가스 배합기를 사용하여 각 가스 비율 (예: 95% N₂ + 5% H₂) 을 정확하게 제어하며, 배합 오차는 ≤ ± 0.5% 가 필요하다.

혼합하기 전에 두 종류의 기체 호환성을 확인해야 하며, 가연성 기체와 산화성 기체를 직접 혼합하는 것을 엄금한다.

4. 분위기 제어의 핵심 설비와 모니터링 수단

핵심 제어 부품

가스 유량계/품질 유량 컨트롤러: 분위기 유속을 정확하게 조절하고, 파라미터 기록에 편리하도록 디지털화 가능한 모델을 선택하는 것을 권장한다;

압력센서: 용광로 챔버의 미세 정압을 모니터링하여 음압으로 인한 공기 역류를 방지한다;

산소 함량 분석기/이슬점기: 실시간으로 분위기 순도를 모니터링하여 공정의 신뢰성을 보장한다.

공통 예외 및 처리

분위기 유량 급강하: 가스 공급원 가스병의 압력, 파이프라인 이음매가 느슨한지 검사하고, 즉시 가스병 또는 단단한 이음매를 교체한다;

용광로 내 산소 함량이 기준치를 초과했다: 용광로 문 밀봉 패드가 노화되었는지, 파이프 라인이 누출되었는지 조사하고, 밀봉 부품을 교체하고 용광로 챔버를 다시 청소한다;

압력 이상 상승: 배기 밸브를 열어 압력을 누설하고, 배기 파이프가 막혔는지 검사하며, 파이프의 불순물을 정리한다.

5. 안전 및 조작 주의사항

인화성, 폭발성 분위기 (수소, 암모니아 분해가스) 의 파이프라인은 누출 방지 커넥터를 채택해야 하며, 난로의 접지가 양호하여 정전기가 위험을 유발하는 것을 방지해야 한다.

분위기 가스병은 분류 보관 (불활성 가스와 환원성 가스를 분리하여 배치) 해야 하며, 열원과 불을 멀리하고 정기적으로 가스병 압력계를 검사해야 한다.

분위기 종류를 바꾸기 전에 불활성 기체로 파이프와 난로 챔버를 철저히 청소하여 서로 다른 분위기가 혼합되어 반응 (예를 들어 수소와 산소가 혼합) 하지 않도록 해야 한다.

분위기 제어 파라미터 대장을 구축하여 매번 공정의 기체 종류, 유속, 압력 및 산소 함량 데이터를 기록하여 공정의 소급과 최적화에 편리하다.