연속식 전해조로 생산한 고순도 은연속식 전해조로 생산한 고순도 은연속식 전해조로 생산한 고순도 은연속식 전해조로 생산한 고순도 은(Ag)(Ag)(Ag)(Ag)

분말의 그래뉼 제조 설비 제작분말의 그래뉼 제조 설비 제작분말의 그래뉼 제조 설비 제작분말의 그래뉼 제조 설비 제작(granule)(granule)(granule)(granule)

및 조업기술지원및 조업기술지원및 조업기술지원및 조업기술지원

2007. 12.2007. 12.2007. 12.2007. 12.

한국지질자원연구원한국지질자원연구원한국지질자원연구원한국지질자원연구원

성일하이텍 주성일하이텍 주성일하이텍 주성일하이텍 주( )( )( )( )

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

- 2 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

과제고유번호 연구기간 개월2006. 12. 1. ~ 2007. 11. 30. (12 )

연구사업명 부품소재전문기업기술지원사업

지원과제명연속식 전해조로 생산한 고순도 은 분말의 그래뉼 제조 설비(Ag) (granule)

제작 및 조업 기술 지원

지원책임자 안 종 관 지원연구원수

총 명: 6

내부 명: 5

외부 명: 1

총

사업비

정부 천원: 100,000

기업 천원: 100,000

계 천원: 200,000

지원기관명 한국지질자원연구원 소속부서명 자원활용소재연구부

참여기업 기업명 성일하이텍 주: ( ) 기술책임자 이 강 명:

요 약 연구결과를 중심으로 개조식 자 이내( 500 ) 보고서 면수

일 의 생산이 가능한 은 그래뉼 제조 설비를 현장에 설치하여 조업하고300kg□

상용화 기술개발 확립.

입상 은 제조 설비의 설계 및 제작에 관한 기술 지원 최적 조업 용(granule)□

융온도 탕도의 구멍 크기 낙하거리 냉각탱크의 크기 냉각수 온도 탕도와 냉, , ( ), ,

각수면간 거리 등을 시험 후 최적 조업 기준 설정하였음 용융온도 탕, 1000 ,℃

도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리2 mm, 2 mm, 25 , 20 mm℃

의 조건을 확립.

입상 은 그래뉼 의 특성 비교 입도 순도 형상 진원도 등의(Ag) (granule) : , , ,□

입상 은의 물리적 화학적 특성을 국내 우수 제품과 비교 검토하여 제품수준을

이상 생산95 % .

신제품 개발 의 고순도 은 분말을 판매가 가능한 그래뉼 형태로: 99.99 %□

제조하여 고부가가치 고순도 은 생산

색 인 어

각 개 이상( 5 )

한 글 유도로 수적낙하 소순도 은 입상분말 형상제어, , , ,

영 어Induction furnace, gravity dropping in water, high purity

silver, granule powder, morphology controlling

- 3 -

기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

은 그래뉼 제조 설비의 설계 및 제작 기술 지원(Ag) (granule)▶

은 분말을 고주파 유도로에서 에서 용융한 후 직경이; 1,100~1,150 1~3mm℃

인 탕도의 홀을 통하여 의 물에 낙하시켜 제조하는 설비40~50 .℃

일 의 은 그래뉼 생산 조업 기술 지원 제조 로스 이300kg (Ag) (granule) ( 5%▶

하)

지름이 인 구상의 은 알갱이로 순도는 이상임; 3~7mm (Ag) 99.99% .

조업기술 용탕 온도 탕도 홀 크기 낙하거리 냉각탱크의 크기 냉각수 온- : , , ( ),

도 탕도와 냉각수면간 거리 등,

제조된 은 그래뉼에 대한 물리적 화학적 특성 비교 및 평가▶

입도 순도 형상 구형 의 특성 비교 및 평가 고려아연 주; (3~7mm), (99.98 %), ( ) ( ( )

제품의 이상95 % )

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

일 생산량 의 은 그래뉼 제조 설비의 설계 및 제작 기술300kg (Ag) (granule)▶

지원

은 그래뉼 제조 조업기술 지원(Ag) (granule)▶

용융온도 탕도의 구멍 크기 낙하거리 냉각탱크의 크기 냉각수 온도 탕도와; , , ( ), ,

냉각수 거리

제조된 은 그래뉼 에 대한 물리적 화학적 특성 평가 지원(Ag) (granule) ·▶

순도 형상 입도의 특성 비교 및 평가; , ,

- 4 -

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

입상 은 제조(granule)

공정 기술조사 및 자료

제공

없음

기술자료 건- : 9

특허 건- : 12

국내현황조사 보고서 건- : 3

증빙 첨부- 1, 2, 3,

입상 은 제조(granule)

설비설계 및 제작 기술

지원

없음

유도로 설계도면 건- : 1

공정 도면 건- lay-out : 1

작업공정도 건- : 1

기술지원 성과 첨부- 2

참조

은 그래뉼(Ag) (granule)

제조 조업기술 지원없음

최적 조업 기준 설정 조- :

업 용융온도 탕도의 구멍크,

기 낙하거리 냉각탱크의 크, (

기 냉각수 온도 탕도와 냉), ,

각수면간 거리 등을 시험

기술지원성과 참조-

입상 은 그래뉼(Ag)

특성비교 및(granule)

분석방안 제시

없음

입상 은의 물리적 화학적-

특성 입도 순도 형상 진: , , ,

원도등의 특성을 고려아연

주 제품과 비교 검토하여 제( )

품수준을 이상 생상95%

분석결과 증빙 첨부- 4

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명 은 그래뉼o :

모 델 명o : SSG-037-EP

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비 고지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질고려아연 주 은( )

그래뉼없음 98%

경쟁제품 대비 가격국제시세LME +

3%국제시세LME

국제시세LME

+ 1%

현재 원 의30 /g

가격 경쟁력

- 5 -

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년21.6 / ( 70 %)

조업 시간- 4 , 100kg

기존 경유 천원 월- : 2,600 /2ton/

개선 전기 천원 월- : 800 /2ton/

인건비 절감 백만원 년24 / ( 33.3 %)

인건비 천원 월 인- : 2,000 / /

기존 인 조업 천원 월- 3 : 6,000 /

개선 인 조업 천원 월- 2 : 4,000 /

계 백만원 년45.6 / ( 44 %)

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분 당해연도 매출 차년도 예상매출 전년대비 증가비율 비고

내 수 백만원 년600 / 백만원 년2,400 / 400%

수 출 천달러 년/ 천달러 년/ %

계 백만원 년600 / 백만원 년2,400 / 400%

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

유도로를 이용한 금속분말 제조 타 금속 니켈 코발트 백금 금 으로의 적용- : ( , , , )

고온금속 분말 제조 가능- (Mo, Tl, V)

공정자동화 및 공정 환경 개선-

자동화 공정에 의한 품질개선-

- 6 -

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

지원 기업의 은 그래뉼 설비 확보(Ag) (granule)▶

일 의 은 그래뉼 생산 능력 확보300kg (Ag) (granule)▶

매출 증대 효과 및 수입 대체 효과 기대 기술완료 후 약 의 매출액 증( 7.2 %▶

가 예상)

은 그래뉼 을 이용한 산업적 수요 제품 대응 가능(Ag) (granule)▶

기타 금속분말 금 코발트 및 백금족 의 제조공정에 적용 범위 확대( , )▶

소규모 중소기업의 조업 조건 개선에 적용▶

고순도 금속분말 제조하여 전자소재 개발에 적용▶

기타 제품의 신뢰성 평가를 위한 주요 취득data▶

현장 작업자들에 대한 교육과 기술력 확보 생산성 제고,▶

기타 생산부품의 품질보증을 위한 평가에 적용▶

기 국가지원 기술개발의 연속성 및 상업화 성공▶

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( , )

국내특허

유도로를

이용한 입상

은 제조

출원중

안종관,

이강명,

이기웅,

손현태

한국지질자원

연구원,

성일하이텍 주( )

성일하이텍

주( )출원중

- 7 -

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

건수지 원 성 과

기술정보제공 건24 제조설비 설계 및 조업에 반영

시제품제작 건6 조업조건에 따른 입상 은 제조

양산화개발 건1 입상 은 양산화 공정

공정개선 건3 은 용해공정 장입공정 수적낙하 공정 개선, ,

품질향상 건1 입상 은 품질개선

시험분석 건87 입상은 순도 분석

수출 및 해외바이어발굴 건

교육훈련 건1 입도 및 진원도 분석 기술 교육

기술마케팅 경영자문/ 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건1 한국분말야금학회 년 월2007 10

사업관리시스템

지원실적업로드 회수건

참여기업 방문회수 건17 지원사업 기술 협의 진행 및 샘플채취,

기 타 건

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

일 의 입상 은 그래뉼 은 을 생산할 수 있는 제조설비의 제작과 조업기술300kg ( )

을 지원하는 본 지원기술을 수행함에 있어서 본 지원사업에서 계획한 설비제작, ,

조업 제조된 제품의 평가 등을 성실히 진행하였으며 국내 대기업 제품 대비, 98

의 성능을 갖는 시제품을 생산할 수 있었다 향후 한국의 소재산업 발전에 크% .

게 기여할 수 있다.

- 8 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )□□□□

과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과과학기술 연구개발 성과1.1.1.1.

논문게재 성과□

주1) 부처 사업 주관 부처 기재:

2) 사업명 사업명 기재:

3) 관리번호 관리번호는 기관에서 관리하는 과제관리번호임:

4) 세부과제명 세부과제명을 기재:

5) 연구책임자 연구책임자를 기재:

6) 연구기관명 연구기관명을 기재:

7) 과제시작년도 해당 세부과제의 시작년도 기재 예: ( , 2001)

8) 과제종료년도 해당 세부과제의 종료 예정 년도 기재 예: ( ) ( , 2002)

9) 게재년도 해당 논문의 학술지 게재 연도 기재:

10) 논문명 해당 논문의 제목 기재:

11) 저자 해당 논문의 저자를 기재하되: , 주저자 고신저자주저자 고신저자주저자 고신저자주저자 고신저자(first author), (corresponding(first author), (corresponding(first author), (corresponding(first author), (corresponding

공동저자공동저자공동저자공동저자author), (co-author)author), (co-author)author), (co-author)author), (co-author) 등 해당란에 기재

12) 학술지명 해당 논문이 게재된 학술지명 기재 예: ( , Cell)

13) 해당 논문이 게재된 학술지의 기재 예Vol.(No.): Volume(Number) ( , 114(4))

14) 국내외 구분 학술지의 국내외 구분 예 국외: ( : )

15) 구분 등재 학술지이면 그렇지 않으면 비 기재구분 등재 학술지이면 그렇지 않으면 비 기재구분 등재 학술지이면 그렇지 않으면 비 기재구분 등재 학술지이면 그렇지 않으면 비 기재SCI : SCI ‘SCI', ’ SCI'SCI : SCI ‘SCI', ’ SCI'SCI : SCI ‘SCI', ’ SCI'SCI : SCI ‘SCI', ’ SCI'

- 9 -

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과2.2.2.2.

특허 성과□

출원된 특허의 경우o

등록된 특허의 경우O

주 과학기술연구개발성과의 주 와 동일1)~8): ‘ 1)~8)’

출원 등록 년도 해당 특허의 출원 또는 등록 연도 기재9) ( ) :

특허명 해당 특허의 명칭을 기재10) :

출원 등록 인 해당 특허의 출원 또는 등록인 기재11) ( ) :

출원 등록 국 해당 특허의 출원 또는 등록 국가명 기재 예 한국12) ( ) : ( , )

출원 등록 번호 해당 특허의 출원 또는 등록 번호 기재 예 등록 제 호13) ( ) : ( , 0308920 )

특허이외의 지적재산권의 경우 상기 양식에 준용하여 기재특허이외의 지적재산권의 경우 상기 양식에 준용하여 기재특허이외의 지적재산권의 경우 상기 양식에 준용하여 기재특허이외의 지적재산권의 경우 상기 양식에 준용하여 기재※※※※

- 10 -

사업화 현황□

주 사업화 업체 개요의 사업화 형태는 연구책임자 창업 기술이전에 의한11) 1. , 2.

창업 창업지원 기존업체에서 상품화 중에서 선택하여 번호 기입, 3. , 4.

고용창출 효과□

주 창업의 경우는 사업화 성과 에서 사업화 현황의 종업원 수를 기입9) “2. ”

사업체 확장에 의한 고용창출의 국가연구개발사업을 통해서 기업체의 팀이나10)

부서의 신규생성 및 확대에 의한 것을 의미하여 확인된 경우만 기입

- 11 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용□□□□

참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건1. : 171. : 171. : 171. : 17

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2007. 01/04-05 입상은 제조관련 유도로 기술회의 출장 증빙철 참조

2 2007. 02/07 유도로 설치 기술협의 출장 증빙철 참조

3 2007. 02/14-15 은 그래뉼 제조 실험 및 시료 채취 출장 증빙철 참조

4 2007. 03/14 유도로 제작 및 조업 시험 출장 증빙철 참조

5 2007. 03/30-31 은 그래뉼 제조 조업 출장 증빙철 참조

6 2007. 06/01 입상 은 샘플 제조 기술협의 출장 증빙철 참조

7 2007. 06/05 입상은 제조 샘플 조사 출장 증빙철 참조

8 2007. 06/12 유도로 조업 진행회의 출장 증빙철 참조

9 2007. 06/26-27 유도로 시험 조업 및 샘플 채취 출장 증빙철 참조

10 2007. 07/10-11 입상은 시료 채취 시험 출장 증빙철 참조

11 2007. 07/23귀금속 정제 기술 회의 및 입상은 시험 조

업출장 증빙철 참조

12 2007. 08/08 입상 은 제조 실험 및 시료채취 출장 증빙철 참조

13 2007. 08/24 고순도 은분말 제조기술 협의 출장 증빙철 참조

14 2007. 08/28 고순도 은분말 제조 기술 협의 출장 증빙철 참조

15 2007. 10/09 입상 은 제조 샘플 채취 출장 증빙철 참조

16 2007. 10/16고순도 입상은 제조 시험 가동 및 시료 회

수출장 증빙철 참조

17 2007. 11/08 은 그래뉼 제조시험 가동 출장 증빙철 참조

기술정보제공 건 기술자료 건 특허 건 국내현황조사 보고서 건기술정보제공 건 기술자료 건 특허 건 국내현황조사 보고서 건기술정보제공 건 기술자료 건 특허 건 국내현황조사 보고서 건기술정보제공 건 기술자료 건 특허 건 국내현황조사 보고서 건2. : - : 9 - : 12 - : 32. : - : 9 - : 12 - : 32. : - : 9 - : 12 - : 32. : - : 9 - : 12 - : 3

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2007. 02/07유로로 조업 및 은 분말 제조 관련 국내

논문자료 및 인터넷 기술자료 건9기술자료 증빙철

2007. 03/14 은 분말 제조 국내외 특허자료 건12 기술자료 증빙철

2007. 03/30 국내외 현황조사 보고서 건3 기술자료 증빙철

시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건시제품제작 건3. : 163. : 163. : 163. : 16

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2007. 6/26 시작품 온도 조건#1( ) 샘플 번호 1

2 2007. 07/10 시작품 탕도 조건#2( ) 샘플 번호 2

3 2007. 07/23 시작품 탕도 조건#3( ) 샘플 번호 3

4 2007. 08/08 시작품 탕도 조건#4( ) 샘플 번호 4

5 2007. 10/09 시작품 탕도 조건#5( ) 샘플 번호 5

6 2007. 10/16 시작품 탕도 조건#6( ) 샘플 번호 6

- 12 -

시험분석 건시험분석 건시험분석 건시험분석 건4. : 874. : 874. : 874. : 87

NO. 일자 구체적 내용 증빙유무

1 2006. 12.08 불순물 분석 건Ag, Cu (IC) 4 분석증빙철 #1

2 2006. 12.26 분석 건Ag, Pd (ICP) 9 분석징빙철 #2

3 2007. 01.08 등 건Ag. Cu 분석증빙철 #3

4 2007. 01.09 등 분석 건Ag, Au ICP 6 분석증빙철 #4

5 2007. 02.06 불순물 분석 건Pd ICP 4 분석징빙철 #5

6 2007. 02.23 불순물 분석 건Pd ICP 14 분석증빙철 #6

7 2007. 03.29 분석 건Ag ICP 1 분석증빙철 #7

8 2007. 04.19 불순물 분석 건Pd ICP 20 분석징빙철 #8

9 2007. 04.26 불순물 분석 건Ag ICP 4 분석증빙철 #9

10 2007. 05.15 분석 건Ag, Au, Pd ICP 4 분석증빙철 #10

11 2007. 05.23 분석 건Ag, Au ICP 8 분석징빙철 #11

12 2007. 05.25 불순물 분석 건ICP 1 분석증빙철 #12

13 2007. 06.21 분석 건Au, Ag ICP 1 분석증빙철 #13

14 2007. 09.12 불순물 분석 건ICP 2 분석징빙철 #14

15 2007. 12.21 불순물 분석 건ICP 6 분석증빙철 #15

16 2007. 12.24 불순물 분석 건ICP 2 분석증빙철 #16

합계 건87

기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건5. :5. :5. :5. :

- 13 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도4444

제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획5555

제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌6666

부 록부 록부 록부 록

- 14 -

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

전자산업의 비약적인 발전과 전자기기의 보급 확대 그리고 처리속도 향상을 위한,

고밀도 전자회로 소자의 미소화 고기능화 다양화 그리고 정밀화를 위해서는 화학, ,

적으로 안정하고 전도성이 뛰어난 고순도 금속분말 제조기술 확립이 반드시 필요하

다 이를 위하여 경제성이 있고 환경 친화적인 방법으로 금속분말을 합성하고 물성.

을 제어할 수 있는 원천기술의 개발이 요구된다.

한국의 금속 은 시장 현황 년 을 그림 에 나타내었다 그림 은 국내에서 발(2005 ) 1 . 1

생되는 금속 은의 제조공정에 따른 물질흐름을 보여주고 있다 그림에서 보면 한국. ,

의 금속 은 수요량은 년 현재 약 톤이다 이중 국내에서 산업 폐기물의 스2005 850 .

크랩에서 충당하는 양은 약 톤 정도 이다 산업용 및 생활소비용으로 사342 (40.2%) .

용되는 금속 은은 입상 은 으로 제조되어 다음 공정에 사용되며 전체(silver granule)

은의 정도이다 나머지 는 가격조절용 및 수출용으로 은괴형태로 보관80 % . 20 %

된다 입상으로 제조된 은은 후 공정에서 최종 제품에 맞추어 컴퓨터용 리드프레임.

배선재 접접재 타겟 및 차폐재 전도성 페이스트 및 장식용 등 다양한 분야, , EMI ,

에 사용되고 있다 은 그래뉼은 증착업체의 타겟용 도금용 은 화합물 질산은. (Ag) , ( ,

등 나노 실버 전자부품용 은분말 등의 기초원료 소재로 사용되어 산업용 수PSC ), ,

요처가 많고 부가가치가 높다.

지원 기업에서는 은을 월 톤 년 현재 을 제조하고 있다 년 부품 소재5~6 (2006 ) . 2005

종합기술지원사업을 통해 일일 생산 규모의 대형 연속식 전해조 설비의 도입50kg

으로 순도 이상의 고순도 은을 생산 하고 있다 그러나 시장에서 판매가99.99 % .

이루어지는 은 의 이상이 분말상이 아니라 입상 의 형태이다 그러(Ag) 80 % (granule) .

나 은 그래뉼 제조 설비가 고가 이고 제조시 여러 조절 함수 용(Ag) (granule) ( ) (高價

탕의 온도 탕도의 크기 홀의 크기 냉각수조의 높이 낙하거리 냉각수조의 온도, , , ( ),

제어 등 가 있어 기술력이 취약한 지원 기업에서 독자적으로 설비를 설계 제조가) ,

어려우며 설비가 마련되더라도 조업 기술 지원이 필요하다.

따라서 지원기업의 경쟁력을 높이기 위해서 고순도로 정제된 은 분말을 고온에서

용융하고 이 용탕을 탕도내에 존재하는 수 의 홀을 통과 시켜 냉각수 탱크로mm

낙하하여 응고된 구형의 은 그래뉼 제조의 최적 공정을 찾아 은 그래뉼 제조에 관

한 독자적인 기술을 확보하고자 한다.

현재 중소기업 기업 에서 입상 은을 제조하는 공정은 그림 와 같다 그림 에(S ) 2 . 2

나타난 바와 같이 은 그래뉼 제조를 위한 기존의 공정은 용해 수적낙하 수거 및, ,

분류 등의 작업으로 이루어진다 그림에서 보다시피 전 공정이 수작업으로 이루어.

지므로 안전상 문제점이 많으며 공정간 이동거리가 길어 용탕의 온도 조절이 어려

워 품질이 일정치 않다 또한 노출된 작업장에서 공정이 행해지므로 불순물 혼입이.

용이하여 고순도 은 그래뉼 제조에 많은 문제점을 가지고 있다 지원기업의 기술경.

쟁력을 높이기 위해서 고순도로 정제된 은 분말을 고온에서 용융하고 이 용탕을 탕

도내에 존재하는 수 의 홀을 통과 시켜 냉각수 탱크로 낙하하여 응고된 구형의mm

은 그래뉼 제조한다.

- 15 -

그림 한국의 금속 은 시장현황그림 한국의 금속 은 시장현황그림 한국의 금속 은 시장현황그림 한국의 금속 은 시장현황1.1.1.1.

그림 은 그래뉼 제조 공정그림 은 그래뉼 제조 공정그림 은 그래뉼 제조 공정그림 은 그래뉼 제조 공정2.2.2.2.

- 16 -

제조시 최적 공정을 조사하머 은 그래뉼 제조에 관한 독자적인 기술을 확보하고자

한다 그러므로 본 기술지원사업에서는 불순물 혼입을 최대한 억제하고 온도조절이.

용이한 유도로를 이용하여 밀폐식 공정법을 개발하고 이에 따른 조업기술을 지원하

고 제조된 은 그래뉼에 대한 물리적 화학적 특성 비교 및 평가를 지원한다.

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

은 그래뉼 제조 설비의 설계 및 제작 기술 지원은 그래뉼 제조 설비의 설계 및 제작 기술 지원은 그래뉼 제조 설비의 설계 및 제작 기술 지원은 그래뉼 제조 설비의 설계 및 제작 기술 지원1. (Ag) (granule)1. (Ag) (granule)1. (Ag) (granule)1. (Ag) (granule)

은 분말을 고주파 유도로에서 에서 용융한 후 직경이 인- 1,100~1,150 1~3mm℃

탕도의 홀을 통하여 의 물에 낙하시켜 제조하는 설비40~50 .℃

일 의 은 그래뉼 생산 조업 기술 지원 제조 로스 이하일 의 은 그래뉼 생산 조업 기술 지원 제조 로스 이하일 의 은 그래뉼 생산 조업 기술 지원 제조 로스 이하일 의 은 그래뉼 생산 조업 기술 지원 제조 로스 이하2. 300kg (Ag) (granule) ( 5% )2. 300kg (Ag) (granule) ( 5% )2. 300kg (Ag) (granule) ( 5% )2. 300kg (Ag) (granule) ( 5% )

지름이 인 구상의 은 알갱이로 순도는 이상임- 3~7mm (Ag) 99.99% .

조업변수 용탕 온도 탕도 홀 크기 낙하거리 냉각탱크의 크기 냉각수 온돈 탕- , , ( ),

도와 냉각수면간 거리 등

제조된 은 그래뉼에 대한 물리적 화학적 특성 비교 및 평가제조된 은 그래뉼에 대한 물리적 화학적 특성 비교 및 평가제조된 은 그래뉼에 대한 물리적 화학적 특성 비교 및 평가제조된 은 그래뉼에 대한 물리적 화학적 특성 비교 및 평가3.3.3.3.

입도 순도 형상 구형 의 특성 비교 및 평가 한국 고려아연- (3~7mm), (99.98 %), ( ) (

제품의 이상95 % )

- 17 -

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

입상 은 제조 공정의 기술현황 조사 및 자료 제공(granule)▶

최근 제조공정 관련 기술 현황 및 고부가가치 제품생산을 위한 기반 자료 조사=> ,

제공

입상 은 제조 설비의 설계 및 제삭에 관한 기술 지원(granule)▶

용해로 탕도 냉각수 탱크의 설계 및 제조공정의 최적화 설계=> , ,

일 생산 용량의 제조 설비의 제작 기술 지원 제품의 양산화 지원=> 300 kg ( )

조업기술 지원▶

용탕 온도 탕도 홀 크기 낙하거리 냉각탱크의 크기 냉각수 온도 탕도와 냉=> , , ( ), ,

각수면간 거리 등의 조업 기술 지원

입상 은 그래뉼 의 특성 비교 및 분석 방안 제시(Ag) (granule)▶

제조공정에 따른 고순도 입상 은 그래뉼 의 물리적 및 화학적 분석=> (Ag) (granule)

방안 제시

현장에서의 분석방안 제시하여 즉각적인 현장적용 및 조업조건 피드백=>

현장 적용시험 및 최적화 방안 제시▶

품질보증을 위한 현장 적용 시험 및 문제점 파악 보완=> ,

최적 적용조건 도출 및 조건의 표준화=>

- 18 -

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

전자 및 기계부품을 제조하기위한 원료소재로서 다양한 종류의 금속 및 세라믹 분

말이 사용되고 있으며 최근 첨단 전자제품에는 우수한 물성과 기능성을 가진 재료

들이 요구되고 있다 특히 전자제품의 소형화 다기능화 등에 맞추어 금속분말의 사. ,

용량이 급증하고 있으며 전도성 잉크 페이스트 및 반도체 소자의 접점재료 등으로, ,

널리 이용되고 있다.

미국 금속분말 시장의 현황 및 분석을 그림 에 나타내었다 년 미국의 금속3 . 2003

분말 소비량은 약 톤이며 주된 소비처는 자동차용 기계산업570,000 , 46 %, 15 %,

전자산업 및 기타 등으로 나타나고 있다 또한 미국 내 금속분말의 소비는12 % .

년까지 매년 약 의 증가율을 나타낼 것으로 예측하고 있으며 이러한 성2008 7.6 %

장은 전자산업의 수요에 크게 좌우된다고 보고1)되었다.

국내의 경우도 년 이상 성장하는 전자산업에 있어서 전자소재의 원활한 공급20 %

이 더욱 심각한 실정으로 이를 해결하기 위한 소재 제조기술의 개발이 시급하다.

또한 이러한 고순도 금속분말의 제조기술은 산업사회의 근간이 되는 기술로 전자,

기계 부품 및 소재 등 여러 산업분야에 미치는 파급효과가 크다, .

전도성잉크와 페이스트는 혼성미세회로 의 전도성 회로망이나 다층세라(Hybrid IC)

믹 캐패시터 등 각종 반도체 소자(MLCC, Multi Layer Ceramic Capacitor) , thick

전극재료 등에 이용되고 있다 도전성 페이스트로 주로 사용되film resistro paste, .

고 있는 금속분말은 및 이다Ag Ag-Pd2)페이스트는 금속분말 유기바인더. , , glass

로 구성되고 금속의 함유량은 이며 금속분말의 입도와 형상이 페이스frit 80~90 %

트의 전기적 특성을 결정하는 주요 인자이기 때문에 전자제품의 성능에 맞추어 우

수한 특성을 갖는 고순도 금속분말을 제조하기위한 연구가 활발히 진행되고 있다3),

4), 5).

전자재료용 도전성 금속 페이스트는 접착력 안정성 및 도전성이 우수하여야 하며,

이러한 특성을 만족시키기 위해서는 금속분말의 순도 입도 및 형상 제어가 매우,

중요하다 현재 이에 관한 국내 전문업체는 전무하며 일부 군소 업체에서 금속분말. ,

에 유기결합제를 혼합하여 낮은 품질의 페이스트를 생산하거나 수입에 전적으로,

의존 고순도 금속분말을 이용한 금속페이스트 약 천 백만 불 억 원 수입( : 2 8 , 364 ,

년 관세청 통계 하고 있어 국내 전자산업의 경쟁력 약화를 야기하고 있다2002 )6), 7).

금속분말의 제조법에는 주로 액상환원법 법 법 전해법 및 열분해, Atomizing , Milling ,

법 등이 있으나8), 9)

분말의 물리적 특성 및 용도를 고려하여 성능 및 특성을 제어

할 수 있는 적합한 제조방법을 고려하여야 한다 일반적으로 전도성 페이스트용 금.

속분말은 순도가 높은 금속을 얻을 수 있는 수용액 또는 유기용액에서 환원하여 합

성하는 액상환원법을 채택하고 있다.

- 19 -

그림 미국의 금속 분말 시장현황그림 미국의 금속 분말 시장현황그림 미국의 금속 분말 시장현황그림 미국의 금속 분말 시장현황3.3.3.3.

(http://www.giikorea.co.kr/sample/pdf/fd18339.pdf)(http://www.giikorea.co.kr/sample/pdf/fd18339.pdf)(http://www.giikorea.co.kr/sample/pdf/fd18339.pdf)(http://www.giikorea.co.kr/sample/pdf/fd18339.pdf)

전자소재용 은분말의 경우 순도는 이며 입도는 및 형상은 구, 99.9 % 0.5~10.0 mμ

상과 박편상 이고 전기전도용 금속 페이스트로 동 및 니켈분말은 페이스트(Flake) ,

레진 첨가제 충진재 전기접점 및 전기 용으로 사용된다 전자 재료용 금속, , brush .

분말은 고순도 이상 이며 입도 가 균일하고 형상이 일정해야(99.99 % ) (0.5~1.5 m)μ

한다10), 11)

국내의 경우 전자재료용 고순도 분말제조는 분사법 열분. , (atomization),

해법 환원법 전해법 등으로 제조되고 있으며 형상은 전자재료의 용도에 따라 다양, ,

한 형태로 제조되고 있다 그러나 순도 가 미흡하고 제품의 종류가 소량이. (99.5 %)

며 최종제품인 전도성 페이스트의 제조능력이 뒤떨어져 무역역조가 심화되고 있으,

므로 전자재료의 기초소재인 고순도 금속 분말 제조기술의 개발이 시급한 실정이

다.

최근에는 귀금속분말의 초미립화 및 회수율 극대화를 위하여 micro emulsion

용매추출에 의한 귀금속 분리 정제시 유기상에 추출된 귀금속을 직접환원process, ·

석출하는 등 새로운 제조공정 개발과 비싼 귀금속분말을 저렴한 분말 등으Ni, Cu

로 대체하기 위한 연구가 시도되고 있다 미국의 일본의. Engelhard, METZ,

독일의 에서는 미립 금속 분말로 전도성 페이스트를 생Fukuda, Fusikura, Degusa

산하여 다층회로기판 등 각종MLCC(Multi Layer Ceramic Capacity), , Hybrid IC

반도체 전극재료 등에 적용하고 있다 지금까지chip, thick-gilm resistor paste, .

전도성 페이스트로 가장 널리 사용되는 것은 또는 계Ag Ag-Pd4)이며 이들 귀금속

페이스트는 소형 전자부품의 제조단가를 상승시키는 단점이 있다.

- 20 -

일반적으로 페이스트는 금속 유기 바인더 로 구성되는데 금속의 함유량, , glass frit

은 이고 금속 분말의 입도와 형상이 페이스트의 전기적 특성을 경정하는80~90 %

주요 인자가 된다 미국 캐나다 중국 등에서 다양. (Iron Co.,), (Sheritt Gordon), (IPE)

한 종류 및 입도의 금속 및 세라믹 분말을 제조하여 실용화하였으며 중국 과정공,

정연구소에서는 수소 환원법을 이용하여 알칼리 영역에서 초미립 분말Ag, Co, Ni

제조에 관한 연구를 수행하고 있다 또한 프랑스.5)에서는 을 환원제 및 분산polyol

제로 사용하여 이상의 반응온도에서 균질한 입도와 형태를 갖는160 Co, Ni,Cu,℃

미분말 제조기술을 개발하여 현재 상용화를 추진 중에 있다Ag .

국내에서도 첨단산업의 발달에 따라 전도성 잉크 공구재료의 사용량이 급paste, ,

증하고 있으나 원료소재인 고순도 금속분말 은 대부분 수입에 의존하고(Ni, Ag, Co)

있다 현재 법을 이용하여 크기의 금속분말은 제조하고 있으. Atomization 2~10 mμ

나 불균질한 입도 과다한 불순물 함량 등으로 인하여 국내 소비량중 극히 일부만,

수입대체하고 있는 실정이다 일부 대학에서 법 석출 침전법 등으로 미립. sol-gel , -

금속 분말제조에 관한 기초 연구를 실시한 바 있으나 규모 확대나 상용화를 위한

시도는 없었으며 미립금속분말 의 형상제어 침상 편상 에 관한 연구는 국(Ni, Ag) ( , )

내에서 전혀 수행되지 않았다 국내의 미리바 제조 기술은 나노화에 관심이 집중되.

어 있으며 단분산화 및 표면처리 기술에 대한 연구는 미비한 상태이며 일본과 미,

국을 중심으로 입자 크기와 모양이 균질한 수 크기의 단분산 미립자가 실험실, nm

규모로 합성되고 있으나 아직 상용화 단계의 기술 수준에는 이르지 못하고 있다,12),

13).

수 의 고순도 입상은의 제조는 국내 사 및 사에서는 순도 입도mm L K 99.99 %,

의 입상 은을 제조하여 최종 소비자에게 공급하고 있다 이때 생산되는 고1-3 mm .

순고 은은 동 및 아연 제련시 부산물로 얻어진다 전기로에서 은을 용해화한 다음.

입상은을 제조하여 대량으로 수출 또는 내수용으로 판매한다 이러한 고순도 입상.

은 제조는 고순도 은 분말이 제조되는 전단계의 공정이 필요하다 전단계의 공정은.

전해정련공정이며 본 지원기업은 전해정련공정을 보유하고 있다 지원기업은 은 전.

해정련공정을 가동하여 월 톤의 고순도 은을 생산하고 있다 이러한 고순도 은10 .

분말을 이용하여 입상은 제조시에는 부가가치 향상 중소기업의 열악한 환경 개선, ,

국내최초의 유도로 이용 입상은 제조 등의 기대가치가 있다.

- 21 -

제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

기술자료 조사 및 지원기술자료 조사 및 지원기술자료 조사 및 지원기술자료 조사 및 지원1.1.1.1.

본 기술지원사업을 위해 지원한 한국의 산업 규격자료 지원 및 최신 연구자료 약

종을 제공하고 기술지원 교육 및 기술회의에 사용하였다 기술자료 목록 참조24 , . ( )

기술지원회의기술지원회의기술지원회의기술지원회의2.2.2.2.

본 기술지원사업을 위하여 지원기관의 연구원과 지원기업의 기술 수행자간에 총 15

회의 기술회의를 개최하였으며 기술회의 사항을 표 의 목록에 나타내었으며 회의1 ,

록을 부록 에 첨부하였다1 .

국내출장수행보고국내출장수행보고국내출장수행보고국내출장수행보고3.3.3.3.

본 기술지원사업의 원활한 진행과 기술 지원을 위하여 지원연구원에서 자료조사,

분석 평가시험 등을 수행하기 위해 총 회의 국내출장을 실시하였다 출장시 획, 31 .

득한 기술조사 및 현장 조업을 통해 기본 기술지원시업을 원활히 진행할 수 있었

다 기술지원 출장지 출장수행내용 및 출장 일시 등을 표 에 나타내었다. , 2 .

기술교육지원기술교육지원기술교육지원기술교육지원4.4.4.4.

본 기술지원사업과 관련하여 지원연구원의 분선 및 평가 장비에 대한 지원기업의

수행자들에 대한 교육을 실시하여 지원기술사업의 원활한 진행을 수행하였다 기술.

교육을 수행한 결과 지원기업의 기술지원사업 수행자의 연구능력과 제품 제조시,

품질향상에 상당한 기여를 하였으며 본 기술지원사업의 취지에도 잘 부합되며 이로

인하여 중소기업의 시험 분선 및 평가능력을 향상시켰다.

- 22 -

표 기술회의 목록표 기술회의 목록표 기술회의 목록표 기술회의 목록1.1.1.1.

No. 회 의 제 목 회의일자비

고

1유도로 조업 관련 회의비 고순도 은 분말 제조를 위:

한 전해조 정액설비 기술협의년 월 일2007 1 15

2 고순도 입상은 분말 제조 유도로 기술 회의 년 월 일2007 2 14

3고순도 입상은 분말 제조 관련 연구원변경사항 설명

회의년 월 일2007 2 22

4 고순도 입상은 분말 제조 기술회의 년 월 일2007 2 26

5 고순도 입상은 분말 제조 평가 기술회의 년 월 일2007 3 30

6 유도로를 이용한 고순도 입상은 분말 제조 기술회의 년 월 일2007 4 12

7 유도로 조업기술회의 탕구방안 조절: 년 월 일2007 4 25

8 고순도 입상은 분말 제조 기술회의 년 월 일2007 5 7

9 고순도 입상은 분말 제조 기술회의 비교: LS-Nikko 년 월 일2007 5 15

10 입상은 제조 설비 기술회의 년 월 일2007 6 15

11 입상은 제조 설비 기술회의 분석방안: 년 월 일2007 6 25

12 입상은 제조 설비 현장 적용 기술회의 년 월 일2007 7 4

13 입상은 제조 설비 기술회의 년 월 일2007 7 12

14 입상은 제조 설비 기술회의 설계문제점: 년 월 일2007 7 20

15 입상은 제조 조업 시험 분석 기술회의 년 월 일2007 10 10

- 23 -

표 기술지원사업 관련 국내출장 내용표 기술지원사업 관련 국내출장 내용표 기술지원사업 관련 국내출장 내용표 기술지원사업 관련 국내출장 내용2222

No. 출장수행내용 출장지 출장일시 비고

1 입상은 제조관련 유도로 기술회의인천,

성일하이텍 주( )2007. 01/04-05

2 고순도 유도로 용해 예비실험 포항제철 광양, 2007. 01/15~16

3 유도로 설치 기술협의인천,

성일하이텍 주( )2007. 02/07

4 은 그래뉼 제조 실험 및 시료 채취인천,

성일하이텍 주( )2007. 02/14-15

5 유도로 제작 및 조업 시험인천,

성일하이텍 주( )2007. 03/14

6 스크랩에서 은의회수 자료 수집환경기술진흥원

서울,2007. 03/22

7 은 그래뉼 제조 조업인천,

성일하이텍 주( )2007. 03/30-31

8한국분말야금학회 춘계학술대2007

회 참가

안산,

한양대학교2007. 04/12-13

9 입상은 조업 및 시료 채취성일하이텍 주( ),

인천2007. 04/24

10 대한금속학회 춘계학술대회 참가창원,

컨벤션센터2007. 04/26

11 제조 입상 은 평가 기술협의생산기술연구원

신뢰성 센터 입장2007. 05/14

12 입상 은 샘플 제조 기술협의인천,

성일하이텍 주( )2007. 06/01

13 입상은 제조 샘플 조사인천,

성일하이텍 주( )2007. 06/05 임호빈

14 유도로 조업 진행회의인천,

성일하이텍 주( )2007. 06/05 안종관

15 입상은 제조시험 및 샘플채취 지원인천,

성일하이텍 주( )2007. 06/12 임호빈

16입상은 제조 유도로 조업 시험 및

샘플 채취

인천,

성일하이텍 주( )2007. 06/12 안종관

- 24 -

No. 출장수행내용 출장지 출장일시 비고

17 유도로 시험 조업 및 샘플채취인천,

성일하이텍 주( )2007. 06/26-27 임호빈

18 입상은 시료 채취 시험인천,

성일하이텍 주( )2007. 07/10-11 임호빈

19 입상은 제조 조업 및 시료분석인천,

성일하이텍 주( )2007. 07/10 안종관

20 입상은 활용 기술 협의전자LG

청주공장 청주,2007. 07/19

21귀금속 정제 기술 회의 및 입상은

시험 조업

인천,

성일하이텍 주( )2007. 07/23

22 입상 은 제조 실험 및 시료채취인천,

성일하이텍 주( )2007. 08/08

23 고순도 은분말 제조기술 협의인천,

성일하이텍 주( )2007. 08/24

24 고순도 은분말 제조 기술 협의인천,

성일하이텍 주( )2007. 08/28

25 귀금속 제조공정 워크샵Ag 제주 풍림콘도, 2007. 08/29-30

26 유도로 조업 기술 회의대진대학교,

포천2007. 10/04

27 입상 은 제조 샘플 채취인천,

성일하이텍주( )2007. 10/09

28서울 국제 폐기물처리 및 자원순환

전시회서울 코엑스 2007. 10/11

29고순도 입상은 제조 시험 가동 및

시료 회수

인천,

성일하이텍 주( )2007. 10/16

30년 한국분말학회 추계학술대회2007

참가

무주,

무주리조트2007. 10/26

31 은 그래뉼 제조시험 가동성일하이텍,

인천2007. 11/08

- 25 -

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

기술현황 조사 및 자료 제공기술현황 조사 및 자료 제공기술현황 조사 및 자료 제공기술현황 조사 및 자료 제공1.1.1.1.

가 유도로 조업가 유도로 조업가 유도로 조업가 유도로 조업....

본 지원기술개발에 사용된 유도로는 고주파 가열방식이다 고주파 가열방식에는. 2

가지 방법이 있다.

유전가열(1)

전열방식에는 그림 에서 보는 바와 같이 저항가열 아크가열 유전가열 유도가열4 , , ,

의 가지 형태를 가지고 있다 물질을 가열시키고자 할 때 종래의 방법으로는 가열4 .

하고자 하는 물질 즉 피가열물 이외에 반드시 고온발열체를 준비하고 그 발열체로,

부터 방사열 전도열 혹은 열의 대류작용을 이용하여 피가열물을 요구하는 온도까,

지 상승시키는 외부가열방식에 의존하였다 전기적으로 절연물은 거의 대부분 열적.

으로도 절연물이다 이 때문에 온도상승을 외부로부터 열의 이동에 의한 종래의 방.

식으로는 피가열물의 내부까지 요구하는 온도로 상승시키려면 매우 긴 시간이 필요

하다 내부가 적당한온도로 되어도 표면 근방에서는 지나친 가열이 되기도 하며 반. ,

대로 표면 근방을 적당한 온도로 하면 내부가 가열부족으로 되어 온도분포가 균일

하게 하기가 어렵다.

가 고주파 유전가열( )

피가열물의 유전체손을 이용한 자기발열에 의하여 온도상승을 기대하는 것이므로

가열시간이 매우 짧아지며 온도상승의 속도도 임의로 제어시킬 수 있을 뿐만 아니,

라 균등전계 중에서는 피가열물의 각 부분이 균일하게 가열된다 피가열물의 전기.

상수가 다른 몇 개의 유전체층으로 이루어진 경우 사용하는 주파수를 적당히 선택

하는 것에 의하여 특정한 유전체층을 다른 유전체층보다 많이 가열시킬 수 있는 선

택가열작용을 기대할 수 있다 그림 는 유전가열방식을 나타내고 있다. 4.(d) .

그림 전열방식의 가지 형태그림 전열방식의 가지 형태그림 전열방식의 가지 형태그림 전열방식의 가지 형태4 44 44 44 4

- 26 -

내부가열방식인 유전가열은 종래의 외부가열방식과 달라 피가열물의 주위에 고온발

열체가 없으므로 고주파의 인가를 정지시키면 가열은 곧 멈추며 피가열물의 표면이

보다 많이 가열되는 염려가 없게 된다.

유전체손①

유전체가 고주파전계중에 삽입되면 유전체 속에 있는 쌍극자가 전기력을 받아 전계

의 변화에 따라 회전하고 그 때 생기는 마찰력에 의하여 발열한다 이러한 손실을.

유전체손이라 한다.

유전가열②

유전체 절연물 에 강한 고주파전계를 인가하여 유전체손에 의한 자기발열을 이용해( )

서 피가열물의 내부로부터 균일하게 가열시키는 방법이다.

유전가열장치 고주파발진기 전극 이들을 접속하는 도체: , ,

피 가 열 물 전극 사이에 놓음:

제 어 요 령 고주파출력과 가열시간 등에 의해서 행함:

주 파 수 : 10~30 MHz(50~200 MHz)

나 유전가열의 장단점( )

장점•

열이 유전체손에 의하여 피가열물 자체 내에서 발생하기 때문에 가열은 균일하①

게 행하여지며 열전도의 대소나 피가열물의 두께 등에 아무 관계가 없다.

온도상승이 신속하며 온도상승의 속도제어도 쉽고 선택가열도 가능하다.②

전원을 제거하면 즉시 가열은 정지되며 주위의 물체에 측적된 열에 의하여 과열③

될 염려가 없다.

종래의 외부가열방식에서는 내부를 요구하는 온도로 하려면 표면은 과열될 염려④

가 있었으나 내부발열인 이 방식에서는 그러한 염려가 없다.

단점•

전효율은 고주파발신기의 효율 에 의하여 억제되는 이외에 회로손실(50~60 %)①

도 있으므로 반드시 양호하지는 않는다.

처음에 설비비가 많다.②

피가열물의 형상에 제한이 있을 때 전계를 균등하게 하는 것이 곤란한 경우가③

있다 따라서 이상한 형태를 가진 물질을 균일하게 가열시키는 것에는 부적당하다. .

전파의 누설에 의하여 통신 등에 방해를 주기 때문에 장치를 시일 차폐 설비가( )④

필요하다.

유도가열(2)

가 유도가열( )

- 27 -

그림 와 같이 교번자계 중에 놓여 있는 도전성 물 체내에서 발생하는 와전류4. (c)

손 또는 히스테리시스손을 이용하여 가열시키는 방법이다 피가열물에 따라서 직접.

식과 간접식이 있다.

도전성 재료일 때는 직접식 피가열물중에 직접 열이 발생하고 절연성 재료일 때는, ,

간접식 도전성 용기 중에 발생하는 열을 가지고 용기 속에 있는 피가열물을 간접,

적으로 가열한다.

직접식 용도에 따라서 내부가열방식과 표면가열방식이 있다: .

내부가열방식 유도로 금속 합금 등의 용융 용접 단조 열처리 등의 피가열물체( ) : , , , ,

를 거의 균일한 온도로 가열시킨다.

외부가열방식 강재의 표면층만 가열시키는 데 사용한다: .

나 유도가열의 특징( )

피가열물 내에서 직접 열을 발생시킬 수 있으며 다른 가열방식에서처럼 열원을①

이용하지 않는다 따라서 이론상 가열온도에 제한이 없고 분위기에 관계없이 가열.

시킬 수 있다.

대단히 큰 에너지를 단시간에 줄 수 있으므로 금속기열이 가능하며 가열효율이,②

높고 가공비가 저렴하다.

주파수 전력밀도 및 시간을 적당히 선택함에 따라 표면만의 가열이 가능하며, ,③

경화층의 깊이조절이 용이하다.

가열의 제어를 전기적으로 행하므로 정확하고 용이하게 제어할 수 있다.④

피가열물의 필요부분에만 가열을 한정시킬 수 있으므로 국부적으로 열처리가 가⑤

능하다.

주위 온도가 높지 않고 작업이 용이하고 청결하다.⑥

용해로에는 자동교반작용이 있으므로 조성 및 온도의 균일성이 높아져서 양질의⑦

제품을 용이할 수 있다.

공해물질의 배출이 없으므로 무공해 열처리가 가능하다.⑧

강재의 내부까지 가열해서 냉각시키는 전체 열처리 체적열처리 방법에 비해서( )⑨

변형이 적다.

다 고주파 유도가열의 원리( )

금속의 가열에 이용되고 있는 고주파가열은 정확하게는 고주파 유도가열이라 부르

며 전자유도현상에 의해 금속물체 중에 생기는 유도전류가 금속물체중의 저항손실,

때문에 열로 변환되는 것을 이용하는 것이다 그림 와 같이 도선에 교류를 흘리면. 5

도선의 주위에 자력선이 생기며 전류의 방향은 교류의 사이클 초에 전류방향이 변(1

하는 횟수 에 따라 그 방향이 변화하고 자력선의 방향 또한 사이클에 따라 변화한)

다 이 도선을 그림 과 같이 도체로 하나의 루우프를 만들면 루우프 내에 자력선. 6

이 집중하는데 이 루우프를 이라 한다 그 속에 피가열 금속물체를 삽입Work coil .

해서 가열에 사용한다 에 발생하는 자력선은 금속물체 속을 관통하는 자. Work coil ,

력선의 방향은 전류의 사이클에 따라 변화하나 그 때 전기적 반작용의 결과로서 놓

으면 자력선의 다발 Ψ1이 금속물체 속으로 통과하고 그것이 반대되는 자속 Ψ2를 발

생하는 방향에 전로 i2가 금속물체 속에 유기되는데 이 i2를 유도전류라 한다 이 와.

전류 i2가 발열에 기여 한다.

- 28 -

그림 고주파 유도가열의 원리 설명도그림 고주파 유도가열의 원리 설명도그림 고주파 유도가열의 원리 설명도그림 고주파 유도가열의 원리 설명도6666

중의 고주파 교류전류와 반대방향이 전류를 발생하는 기전력이 금속물체Work coil

중에 유기되는데 이 현상이 바로 전자유도현상이라 하는 것이다 물체 중에 생기는.

유도기전력에 대하여 물체가 폐회로를 형성하기 때문에 전류는 물체중을 소용돌이

모양으로 흘러 물체의 저항 때문에 그 에너지는 열손실 와전류손 이 되어 없어지는( )

데 이 손실을 열원으로 해서 가열에 이용하는 것이 유도가열인 것이다 상기 이유.

에서 유도가열을 할 수 있는 것은 전기의 고체에 한정되며 전기도체 중에서도 자성

체 철 는 와전류손 외에 히스테리시스손실이라 하는 자화에 따른 전기적 손실도 생( )

겨 동 황동 알루미늄 스테인레스강에 비하면 가열이 용이하고 가열효과도 양호하, , ,

다.

라 고주파가열의 원리( )

히스테리시스손실①

히스테리시스곡선㉮

자화되지 않은 철편을 자장 중에 높고 자장의 크기를 그림 의7 0 +H→ m 0 -H→ → m→

0 +H→ m과 같이 변화시키면 절편 중에 자속밀도 는 와 같이B 0 A b c d e f→ → → → → →

변화한다 이 경우 와 의 관계를 표시한 곡선을 히스테리시스곡선이라고 한다. H B .

철편을 +Hm로 자화시키면 다음에 를 에 놓아도 철편 중에는 크기를 표시한 것H 0

이다 잔류자기를 없애는 데 소요되는 자장의 크기를 보자력이라고 하며 그림. Hc가

그 크기를 나타낸다.

- 29 -

그림 히스테리시스곡선그림 히스테리시스곡선그림 히스테리시스곡선그림 히스테리시스곡선7.7.7.7.

히스테리시스손실㉯

코일 속에 금속막대를 넣어 이 코일에 교번절류 i1을 통전하면 금속막대 속에는 자

속이 생긴다 금속체가 철과 같이 자성체일 것 같으면 그림 과 같이 그 자속은 전. 7

류의 교번에 대해 히스테리시스 루우프를 그린다 이 히스테리시스 루우프가 둘러.

싸인 면적이 클수록 히스테리시스손실이 큰 것으로서 이 손실은 스타인멧쓰에 의해

실험적으로 다음과 같은 식으로 구해진다.

여기서,

Ph=nfBm

1.6V[W]

히스테리시스상수n :

주파수f : [Hz]

Bm 최대자속밀도: [Wb/m2]

철심체적V : [m3]

(1)

히스테리시스계수 는 자성체의 재질에 따라 다른 것으로 보통 변압기의 경우에는n

규소강판과 같이 가 작은 재질을 선택할 필요가 있으나 유도가열의 경우에서는n , n

가 큰 편이 가열하기 쉽다 유도가열의 경우는 자속밀도도. 1(Wb/m2

가우)(10,000

스 정도로 매우 크므로 실효투자율은 작고 따라서 도 작다) n .

사용주파수가 수 십 이상으로 높아지면 주파수의 제곱에 비례해서 증가하는KHz 2

쪽이 훨씬 크게 되므로 는 거의 무시해도 지장이Eddy current loss , Hysteresis loss

없다 동 과 같은 비자성체나 철의 경우에서도 온도를 올려서 의 자기변태. (Cu) 768℃

점 이상으로 가열하면 히스테리시스손실이 으로 된다0(zero) .

와전류손실㉰

교류 가 흐르는 코일 속에 놓인 금속체에는 변압기의 차권선에 기전력이 발생(A.C) 2

하는 것 같은 원리로 금속체 그것 자체에 기전력이 일어나 이것에 의해서 그림 처6

럼 유도전류 i2가 흐른다 이것을 와전류라 부른다. .

- 30 -

표피효과㉱

이 와전류는 금속체의 황단면 각 부에 일률적으로 흐른다는 것이 아니고 다음 속,

에 표시하는 바와 같이 표면에 집중되고 내부로 들어감에 따라 지수함수적으로 감

소하며 또한 그 위상도 늦어진다.

Ix=I0e-(x/ )δef(x/ )δ

(2)

여기서,

Ix 표면에서 중심으로 향해서 의 점의 전류의 값: x[m] (A)

I0 원통형 금속체의 표면의 전류값: [A]

전류값이 표면의:δ

로 감소하는 깊이 여기에서 는 자연대수의 값[cm]( e )

그림 은 강재에 있어서 와전류의 분포와 전류 침투깊이와의 관계를 나타내며 표8 ,

면으로부터 까지의 깊이로 그 발열의 까지가 발생하므로 실용상에서는 고주90 %δ

파전류의 전부가 표면에서 이 침투깊이의 곳까지에 집중되어 있다 고주파코일에.

의해 피가열체에 유도되는 전류는 표면에서 가장 강하게 흐르고 표면에서 깊어질수

록 급격하게 감소한다 이 현상을 표피효과라 한다. .

근접효과㉲

피가열체를 자계 안에 두었을 때 코일에 가까운 부분일수록 더 많은 전류가 흐르게

된다 따라서 코일에 가까운 부분이 더 빨리 가열되는데 이 현상을 근접효과라 한.

다 이 근접효과는 주파수가 높을수록 현저해진다. .

선단효과㉳

코일에 의해 가열되는 피가열체가 각이 지거나 뾰족한 부분을 가졌을 때 이 부근에

전류가 많이 집중하게 된다 따라서 이 부분이 빨리 가열되게 되는데 이 현상을 선.

단효과라고 한다.

전류 침투깊이와 주파수의 관계②

와전류는 물체의 표면에 따라 흐르고 있어 금속물체의 전류에 수직인 단면을 생각

한 경 그 단면이 단위면적을 통과하는 전류의 양 즉 전류밀도는 물체의 단면에 대,

해서 고르지 않아 표면에 가까울수록 전류밀도가 크게 그림 에서 보듯이 표면에, 8

서 중심부에 갈수록 지수함수적으로 감소하는데 이 현상을 표피효과라 한다 표피.

효과는 주파수에 관계하여 주파수가 높을수록 심해진다 고주파코일에 의해 피가열.

체에 유도되는 전류의 침투깊이 는 다음 식으로 표시된다d .

여기서,

- 31 -

전류 침투김피: (cm)δ

고유저항: ( cm)ρ μΩㆍ

주파수f : (Hz/sec)

μs 비투자율 자성체 비자성체: ( =1, >1)

식 에 의하면 전류 침투깊이는 주파수의 제곱근에 반비례한다 다시 말하면 주파(3) .

수가 높을수록 전류 침투깊이는 얕아진다 그러므로 원하는 경화층의 두께에 따라.

서 주파전원이 주파수를 잘 선정해야 한다 이 식은 재질이 같다면 주파수가 높을.

수록 은 작아지고 가열은 표면 가까이에 집중되는 것을 나타내고 있다 그렇지만, .δ

이 식은 이론적으로 전류의 분포상태에서 산출된 것이고 피가열물의 표면재질의 열

전도를 무시한 것이기 때문에 실제의 가열층은 이 식에서 계산된 값보다도 크게 되

는 경향이 있다.

그림 은 세로축에 표면의 전류밀도를 로 해서 나타내고 가로축은 로 표면으로8 1 x/δ

부터의 깊이를 나타내고 있는데 여기서 는 전류 침투깊이이며 전류 침투깊이는,δ

표면으로부터 전류가 표면치의 즉 표면이 전류치의 까지 전류가 감소하는1/e, 37%

깊이로서 정의한다 그림 은 표면와전류의 는 자연대수의 밑. 8 1/e 0.368(e 2.718)≒

로 감소하는 점 그림 의 선의 교점 의 전류 침투깊이가 각 각의 주파수에 걸린( 8 A )

전류 침투깊이를 나타내고 있다.

저항을 통과하는 전류에 의해 발생하는 열 주율열 은 전류의 자승에 비례하므로 그( )

림 의8 I2의 곡선과 같이 분포하게 되고 표면으로부터 전류 침투깊이 까지의 깊x ( )δ

이에 생기는 열은 그림 속의 적색부분의 면적으로 I2의 곡선 아래의 전면적의x 90

를 차지하고 있다 즉 전 발열량의 가 전류 침투깊이의 까지의 얕은 곳에% ( 90 % δ

생기게 된다).

그림 강재에 있어서 와전류의 분포와 전류 침투깊이와의 관계그림 강재에 있어서 와전류의 분포와 전류 침투깊이와의 관계그림 강재에 있어서 와전류의 분포와 전류 침투깊이와의 관계그림 강재에 있어서 와전류의 분포와 전류 침투깊이와의 관계8.8.8.8.

- 32 -

표 강의 각 온도에 있어서의 전류 침투깊이표 강의 각 온도에 있어서의 전류 침투깊이표 강의 각 온도에 있어서의 전류 침투깊이표 강의 각 온도에 있어서의 전류 침투깊이3 (cm)3 (cm)3 (cm)3 (cm)δδδδ

고주파경화의 조작③

고주파경화용 강재㉮

고주파경화는 급속한 가열과 냉각에 의해서 강의 표면만을 경화시킴으로써 성분의

화산 조직의 변태가 짧은 시간 내에 양호하게 이루어지는 재료가 좋다 고주파경화, .

용 재료로서는 에 적용되는 강종으로 규정되어 있다 급속한 가열로 인JIS B6912 .

하여 재료의 퀜칭성 과열로 인한 결정립이 성장 방지 중탄소강으로 인한 절삭성, ,

개선 등을 고려하여 볼 때 등의 고주파경화는 가열Mn, Cr, B, Ti, Zr, V, Pb, Ca

유지시간이 짧기 때문에 강중의 탄화물이 중에 완전히 고용되기 전에 퀜austenite

칭이 이루어지는 경우가 있으므로 강이 표면은 완전히 퀜칭이 되었다고 하더라도

강의 내부는 여러 가지 혼합조직이 나타난다 따라서 퀜칭하기 전에 미리 예열하여.

등의 균일한 조직이 나타나도록 하는 것이 좋다 합금원소를 함유한 특수강sorbite .

은 탄소강에 비해서 가열 확산시간이 걸리므로 충분한 변태를 이루어지기 위해서는

소정의 퀜칭온도에서의 유지시간을 연장하거나 가열온도를 좀 더 높여서 작업해야

한다.

퀜칭경화층의 깊이는 절단면을 연마한 후 질산용액 또는 초산 등3~10 % alcohol

에 담그면 강재의 표면이 변색된다 이것을 관찰하면 변색된 부분까지의 깊이와 실.

제로 유효하나 경도를 구비한 부분까지의 깊이와의 상호관계는 퀜칭조건이나 재료

에 따라서 달라진다 고주파 퀜칭처리부품은 급열급냉에 의한 경화층을 가지고 있.

으므로 표면 전류압축응력과 초경도에 의해 피로강도와 내마모성이 향상된다 표, .

는 조주파경화용 강종과 작업표준을 나타낸다 합금성분을 함유한 강이 좋다4 . .

고주파발진기의 종류㉯

고주파전류 발생장치는 변전소에서 가정에 오는 의 교류를 약50~60 Hz

이상의 주파수가 높은 교류로 변환시키는 장치를 말한다 현재 사용되1000Hz/sec .

고 있는 것은 크게 나누면 다음의 종류가 있다2 .

- 33 -

표 는 고주파발진기의 종류 및 특징을 비교한 것이다5 .

전동발전기식 식 식(MG : Moter Generator )①

식 사이리스터 인버어터식SCR ( : Thyrister Inverter)②

진공관식 식(VT : Vacuum Tube Oscilator)③

전동발전기식㉠

비교적 저주파로서 표면퀜칭에서는 비교적 대형으로 경화심도도 깊고1~10 KHz, ,

사용전력도 이상 요구되는 것에 사용된다 가열 단조용100KW . Biller , annealing,

급속가열등에 적용된다.

사이리스터 인버터㉡

이론적으로 주파수는 까지도 발생할 수 있으나 유도가열처럼 대용1 KAz ~ 1 MHz

량을 필요로 하는 것은 정도까지 실용화되어 그 용량이 정도의 대20KHz 2000KW

용량의 것도 사용되고 있다.

진공관식㉢

통신기용으로서 발전해 왔는데 통신용 전파는 적당한 주파수에 정도의 출력100W

으로도 통신이 가능했으나 대전력의 송신기를 발달로 대전력을 필요로 하는 유도가

열에 이용되었다 정도의 높은 주파수를 필요로 하는 소형부품의 표. 10~5000KHz

면퀜칭에 많이 사용된다.

유도자의 형상과 사용 예3.

가 유도자( )

유도코일•

표면을 퀜칭하기 위한 강재의 부분에 고주파전류를 유도하기 위한 이며coil φ

정도의 파이프를 나선상으로 감아서 강재를 가열한다 이와 같은 코5~10mm Cu .

일을 이라 한다work coil .

퀜칭가열에서 피가열물과 유도자와의 틈새는 보통 정도의 틈새를 준다 유1~5mm .

도자의 형성의 비교적 단순한 형상의 강부품에는 별 문제가 없으나 복잡한 형상,

정밀한 치수의 부품일 때는 유도자의 권수 형상 크기 파이프재료 등의 결정은 경, , ,

험을 토대로 하는 수가 많다.

- 34 -

표 고주파퀜칭용 강재의 종류와 작업표준표 고주파퀜칭용 강재의 종류와 작업표준표 고주파퀜칭용 강재의 종류와 작업표준표 고주파퀜칭용 강재의 종류와 작업표준4444

- 35 -

표 고주파발진기의 종류 및 특징 비교표 고주파발진기의 종류 및 특징 비교표 고주파발진기의 종류 및 특징 비교표 고주파발진기의 종류 및 특징 비교5555

종 류

항 목

전동발진기

Moter Generator

진공관식 발진기

Vacuum Tube

Oscillator

사이리스터 발진기

발진기SCR

Thyrister Inverter

주파수

Ferquency Range1~10 KHz 300~500 KHz 1~200 KHz

출력

Output Power10~600KW 2~500KW 2~300KW

주파수 변동

Ferquency

Fluctuation

일정

constant

자력발진변동

Fluctuate at Self

Oscillator

일정 변동,

Constant, Fluctuate

발진지 변환효율

Efficiency70% 60% 92%

소모품

Consumable

Parts

베어링 진공관 없다

냉각수량

Cooling Water많다. 많다 적다

소음

Noise있다 없다 있다

경화층깊이

Hardening Depth3~15mm 0.5~5mm 3~15mm

용도

For Use

열처리

단 조

열처리

용접 기타,

열처리

용 융

단 조

- 36 -

유도코일의 종류.②

단권코일㉮

가열면적이 좁을 때는 단권코일이 좋고 가열면적이 넓고 길 때는 다권코일이 좋다.

코일의 길이가 직경의 배 이상의 길이가 되면 강재의 전체가 일정하게 가열하3~4

기 곤란하게 되어 코일의 직경 코일의 간격 등을 조절하지 않으면 안 되게 되므로,

이때에는 한쪽 부분에서부터 차례차례로 가열퀜칭하는 이동퀜칭방법을 사용한다.

그림 는 단권코일 및 회 감은 코일로써 환봉가열용을 도시한 것이다9 2~3 .

다권코일㉯

다권코일은 코일 상호간이 간격은 원칙적으로 좁은 것이 좋다 그림 은 여러 모. 10

양이 다권코일을 나타낸 것이다 는 일반적인 것으로서 샤프트와 같은 둥근 물체. A

를 가열할 때 사용하며 는 각모양으로 된 물체의 가열용 는 팬케익형의 평면, B 4 , D

의 가열용 는 형으로 베벨기어와 같은 것에 사용되며 와 같은 것은, E piral-helical , F

관이 내면을 가열용으로 사용한다.

유도자의 선정기준2.

코일에 사용되는 재료(1)

재 료 재: Cu

형상과 치수 두께 정도 원형 평형 각형: 1~2 mm , ,

연결리드(2)

코일과 고주파 발생장치와 연결하는 리드는 인덕텐스를 없애기 위해 될 수 있는 대

로 간격을 좁게 해야 한다 인덕턴스는 코일의 권수의 승에 비례한다. 2 .

- 37 -

가열속도(3)

코일의 가열속도는 피가열물에 대한 자속의 밀도분포를 보아도 알 수 있듯이 외면

가열이 가장 큰 효율이 크다 내면가열은 가장 효율이 나쁘고 외면가열의 약.

정도이다 그림 와 그림 은 외면가열 내면가열 및 평면가열용 코일25~50 % . 9 10 ,

을 나타낸다.

유도자를 근접시키는 방법과 그 능률(4)

강의 외부가열이 제일 능률이 좋다.①

평면가열은 가장자리 가열에 비해서 약 정도이다77 % .②

내면가열은 가장 능률이 나쁘고 외부가열의 정도이다25~50 % .③

비철금속은 가열이 나빠서 강재부품에 비해서 정도이다50~75 % .④

그림 여러 형태의 다권코일그림 여러 형태의 다권코일그림 여러 형태의 다권코일그림 여러 형태의 다권코일10.10.10.10.

- 38 -

입상은 그래뉼 제조설비 제작 및 조업입상은 그래뉼 제조설비 제작 및 조업입상은 그래뉼 제조설비 제작 및 조업입상은 그래뉼 제조설비 제작 및 조업2. ( )2. ( )2. ( )2. ( )

가 입상은 그래뉼 제조설비 설계가 입상은 그래뉼 제조설비 설계가 입상은 그래뉼 제조설비 설계가 입상은 그래뉼 제조설비 설계. ( ). ( ). ( ). ( )

본 지원사업의 목적은 일일 입상은 생산량 규모의 입상은 제조설비를 제작300 kg

하고 시험 가동하여 조업의 최적조건을 확립하는 것이다 그러므로 설계기준을 표.

과 같이 설정하였다6 .

표 입상은 제조설비 설계기준표 입상은 제조설비 설계기준표 입상은 제조설비 설계기준표 입상은 제조설비 설계기준6666

설계기준 항목 설계기준치 비 고

생산량 일/ 300 kg

용융온도 1200℃ 이상

탕도 크기 1-4 mm

냉각탱크 개2 , 1000 liter

조업량 회100 kg/ 회 일3 /

용해로 크기 100kg 개설치2

표 을 기준으로 하여 전해조 내에 투입되는 용해로에 투입되는 전력량을 결정하고6

이에 맞추어 전체 입상은 제조 설비의 을 그림 과 같이 결정하였다lay-out 11 .

그림 에서 보면 제조설비는 은을 회 용해할 수 있는 유도로 의11 1 100kg , 1-4mm

은으로 제조하는 탕도 탕도를 지닌 은을 냉각시키는 리터의 냉각수탱크 냉, 1000 ,

각수에 있는 입상은을 회수할 수 있는 버켓 장치 보관장치 등으로 구성되어 있다, .

에 따라 설계를 하고 설계 결과에 따른 설계도면을 그림 및lay-out 12, 13, 14 15

에 나타내었다 의 은을 용해할 수 있는 유도로를 개 설치하고 이에 따라. 100kg 2

전체적인 탕도 도가니 냉각수 탱크 등도 개를 설치할 수 있도록 설계하였다 이, , 2 .

는 조업의 원활성과 향후 조업량의 증대에 기민하게 대처하기 위하여 의욕적인 지

원기업의 요청에 따라 설계에 반영하였다.

나 입상은 제조설비 제작나 입상은 제조설비 제작나 입상은 제조설비 제작나 입상은 제조설비 제작....

유도로와 냉각조를 이용하여 은을 회 을 용해할 수 있는 입상은 제조설비1 100 kg

를 제작하였다 유도코일을 설치한 유도로를 상부에 설치하고 이를 틸팅하여 용해. ,

은을 기울여서 탕도에 장입할 수 있게 제작하였다 그림 에 제작되어 설치된 제. 16

조설비를 보여주고 있다.

- 39 -

그림 입상은 제조설비그림 입상은 제조설비그림 입상은 제조설비그림 입상은 제조설비11. Lay-out11. Lay-out11. Lay-out11. Lay-out

- 40 -

그림 입상은 제조 설비 정면도그림 입상은 제조 설비 정면도그림 입상은 제조 설비 정면도그림 입상은 제조 설비 정면도12.12.12.12.

그림 입상은 제조 설비 측면도그림 입상은 제조 설비 측면도그림 입상은 제조 설비 측면도그림 입상은 제조 설비 측면도13.13.13.13.

- 41 -

그림 입상은 제조 설비 윗면도그림 입상은 제조 설비 윗면도그림 입상은 제조 설비 윗면도그림 입상은 제조 설비 윗면도14.14.14.14.

- 42 -

그림 출탕도가니 조립도그림 출탕도가니 조립도그림 출탕도가니 조립도그림 출탕도가니 조립도15.15.15.15.

그림 제작된 입상은 제조설비 전체 모습그림 제작된 입상은 제조설비 전체 모습그림 제작된 입상은 제조설비 전체 모습그림 제작된 입상은 제조설비 전체 모습16.16.16.16.

- 43 -

그림에서 보면 전체 설비는 층 구조로 되었다 층에는 냉각조와 냉각수 펌프 이2 . 1 ,

동설비 등이 구성되어 있고 층에는 유도로 기가 설치되고 도가니 및 탕도가 구, 2 2

성되어 있다 그림 은 전체설비를 측면에서 보여주고 있다 왼쪽에는 설비를 구. 17 .

동할 가 구성되어 있다 그림 은 은 용해용 유도로의 모습을 보여주고controller . 18

있다.

그림 제작된 입상은 제조설비 측면 모습그림 제작된 입상은 제조설비 측면 모습그림 제작된 입상은 제조설비 측면 모습그림 제작된 입상은 제조설비 측면 모습17.17.17.17.

그림 은 용해용 유도로그림 은 용해용 유도로그림 은 용해용 유도로그림 은 용해용 유도로18.18.18.18.

- 44 -

용해용 유도로는 용해조와 장입용으로 구성되어 있다 장입용에 이송된 용해 은이.

그림 과 같이 이송로를 통해 도가니로 이송된다 도가니는 흑연도가니를 사용하18 .

여 설치하였다 그림 에 도가니의 모습을 나타내었다 도가니는 그림과 과 같. 19 . 20

은 도가니를 초기에 사용하였으나 냉각속도가 빨라 충분한 용해 능을 갖지 못STS

하여 흑연도가니로 교체하였다.

그림 은 그래뉼 제조에 사용된 흑연도가니그림 은 그래뉼 제조에 사용된 흑연도가니그림 은 그래뉼 제조에 사용된 흑연도가니그림 은 그래뉼 제조에 사용된 흑연도가니19.19.19.19.

그림 은 그래뉼 제조에 사용된 도가니그림 은 그래뉼 제조에 사용된 도가니그림 은 그래뉼 제조에 사용된 도가니그림 은 그래뉼 제조에 사용된 도가니20. STS20. STS20. STS20. STS

- 45 -

다 입상 은 제조설비 조업다 입상 은 제조설비 조업다 입상 은 제조설비 조업다 입상 은 제조설비 조업....

입상 은 제조 공정은 다음과 같이 진행하였다.

입상 은 제조 공정(1)

호 유도로 용융로 도가니에 전해은 분 투입한다#100 ( ) 50 kg .①

고주파 유도로 출력을 에서 까지 서서히 가열한다30 % 600 .② ℃

도가니 온도가 에 도달하면 출력을 로 증가시킨다600 70 % .③ ℃

전해은이 완전히 용융되기 전까지 나머지 를 투입한다50 kg .④

용융이 완료되면 붕사로 표면을 덮은 후 다시 걷어내어 정제한다.⑤

정제 후 숯으로 표면을 덮고 분 정도 유지한다30 .⑥

탈산이 완료되기 전 수조에 물을 공급하고 탈도 출탕도가니 를 준비한다( ) .⑦

이때 탕도 출탕도가니 의 구멍크기 수면과의 높이 등을 조절하여 그래뉼의 형상( ) ,⑧

및 입도를 관찰한다.

탕도 출탕도가니 를 가열하여 용융물의 온도와 동일하게 유지시킨다( ) .⑨

탕도 출탕도가니 로 용탕액 용융물 이 빠져나가도록 도가니를 서서히 경등 시킨( ) ( )⑩

다.

도가니의 용탕액이 모두 탕도 출탕도가니 를 빠져나가면 작업 종료한다( ) .⑪

수조의 물을 빼고 그래뉼을 수거 후 건조 중량을 확인한다, , .⑫

공정조건(2)

크기 회 회 일batch : 100kg/ × 3 /①

작업 시간 용융 시간 정제 및 탈산 분 출탕 분 시간 회: 1 , 30 , 30 (2 / )②

수율 이상: 99.4%③

입상은 그래뉼 제조 조업 결과입상은 그래뉼 제조 조업 결과입상은 그래뉼 제조 조업 결과입상은 그래뉼 제조 조업 결과3. ( )3. ( )3. ( )3. ( )

가 조업 조건가 조업 조건가 조업 조건가 조업 조건....

은 그래뉼 제품의 양산화 지원하기 위하여 일 생산 용량의 제조 설비의 제300kg

작하여 이에 따라 용해로 탕도 냉각수 탱크의 설계 및 제조공정의 최적화를 확인, ,

하기 위하여 은 그래뉼 제조 조업을 진행하였다 조업을 진행하면서 최적 조업 용.

융온도 탕도의 구멍 크기 낙하거리 냉각탱크의 크기 냉각수 온도 탕도와 냉각수, , ( ), ,

면간 거리 등을 시험 후 최적 조업 기준 설정하고 제조된 은 그래뉼의 입도 순도, ,

형상 등의 입상 은의 물리적 화학적 특성을 국내 사 및 제품과 비교 검토하여L K

제품수준을 이상 생산하는 것이 목적이다 본 기술지원 사업의 진행을 위하95 % .

여 본 공정에서 사용된 조업조건은 표 과 같다7 .

- 46 -

표 은 그래뉼 제조 조업 조건표 은 그래뉼 제조 조업 조건표 은 그래뉼 제조 조업 조건표 은 그래뉼 제조 조업 조건7.7.7.7.

항목 조건

용융온도 1,000, 1,200 ℃

탕도 크기 2, 4 mm

낙하거리 1.5, 2.0 m

냉각수 온도 25, 40 ℃

탕도와 냉각수 거리 20, 100 mm

조업조건은 은 그래뉼의 품질에 영향을 미칠 수 있는 조건을 선택하였으며 그 조건

들은 유도로에서 은의 용융온돈 탕도 구멍의 크기 탕도에서 냉각수 밑면까지의 낙,

하거리 은을 냉각하는 냉각수의 온도 탕도와 냉각수외의 거리 등으로 정하여 조업, ,

을 진행하였다 그림 에는 은 그래뉼 제조 조업하는 모습을 나. 21, 22, 23, 24, 25

타내었다.

그림 은 그래뉼 조업 모습그림 은 그래뉼 조업 모습그림 은 그래뉼 조업 모습그림 은 그래뉼 조업 모습21212121

- 47 -

그림 용해된 은을 도가니에 주입하는 공정그림 용해된 은을 도가니에 주입하는 공정그림 용해된 은을 도가니에 주입하는 공정그림 용해된 은을 도가니에 주입하는 공정22.22.22.22.

그림 용해된 은을 주입하기위해 틸팅되는 유도로그림 용해된 은을 주입하기위해 틸팅되는 유도로그림 용해된 은을 주입하기위해 틸팅되는 유도로그림 용해된 은을 주입하기위해 틸팅되는 유도로23.23.23.23.

- 48 -

그림 도가니에서 냉각수로 낙하하는 은 용탕그림 도가니에서 냉각수로 낙하하는 은 용탕그림 도가니에서 냉각수로 낙하하는 은 용탕그림 도가니에서 냉각수로 낙하하는 은 용탕24.24.24.24.

그림에서 보다시피 유도로에서 용해된 은은 냉각조건에 따라 크기 형상 순도 등의, ,

물리적 화학적 특성이 변화한다.

그림 도가니에서 냉각수로 낙하하는 은 용탕 근접 모습그림 도가니에서 냉각수로 낙하하는 은 용탕 근접 모습그림 도가니에서 냉각수로 낙하하는 은 용탕 근접 모습그림 도가니에서 냉각수로 낙하하는 은 용탕 근접 모습25.25.25.25.

- 49 -

나 조업 조건 변화 실험 결과나 조업 조건 변화 실험 결과나 조업 조건 변화 실험 결과나 조업 조건 변화 실험 결과....

입도변화(1)

은 그래뉼 제조 조업 후 제조된 산들에 대해 특성을 알아보기 위하여 KS A 0507

규정에 체질 분석하여 비교하였다 부록 참조 그림 및 은 용융온도가.( 2 ) 26 27

및 에서 제조된 은 그래뉼의 입도분포를 나타낸 그림이다 이때 조1000 1200 .℃ ℃

업 조건은 탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리2 mm, 2 m, 25 ,℃

이다20 mm .

그림 용융온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 용융온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 용융온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 용융온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과26. 100026. 100026. 100026. 1000℃℃℃℃

탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리( 2mm, 2m, 25 , 20mm)( 2mm, 2m, 25 , 20mm)( 2mm, 2m, 25 , 20mm)( 2mm, 2m, 25 , 20mm)℃℃℃℃

그림 용융온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 용융온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 용융온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 용융온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과27. 120027. 120027. 120027. 1200℃℃℃℃

탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리( 2mm, 2m, 25 , 20mm)( 2mm, 2m, 25 , 20mm)( 2mm, 2m, 25 , 20mm)( 2mm, 2m, 25 , 20mm)℃℃℃℃

- 50 -

그림 에서 용융온도 에서의 결과는 입도 범위가 에서 체잔량26 1000 2.8~3.5 mm℃

이 가장 많았으며 입도 의 경우는 전체의 를 차지하였다 그림 에1-3 mm 72 % . 27

서는 용융온도 에서의 결과는 입도 범위가 에서 체잔량이 가장1200 4.7~6.7 mm℃

많았으며 본 기술지원 범위인 의 경우가 로 의 경우보다 매우1-3 mm 13 % 1000℃

적게 나온 것을 알 수 있다.

그 은 탕도 크기를 로 하여 조업하여 입도 분석한 결과이다 그림에서 보28 4 mm .

면 입도 범위가 이상에서 전체 를 차지하여 체잔량이 가장 많았다 입6.7mm 20 % .

도 의 경우는 전체의 로 나타내었으며 탕도 구멍이 커질수록 입도는1-3mm 16 %

커지는 것을 알 수 있다.

그림 탕도구멍크기 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 탕도구멍크기 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 탕도구멍크기 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 탕도구멍크기 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과28. 4mm28. 4mm28. 4mm28. 4mm

용융온도 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리용융온도 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리용융온도 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리용융온도 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리( 1000 2m, 25 , 20mm)( 1000 2m, 25 , 20mm)( 1000 2m, 25 , 20mm)( 1000 2m, 25 , 20mm)℃ ℃℃ ℃℃ ℃℃ ℃

그림 는 탕도에서 냉각수 바닥까지의 거리 즉 낙하거리를 로 하여 제조된29 1.5 m

은 그래뉼의 입도분석 결과이다 그림에서 보면 낙하거리 에서의 결과는 입도. 1.5M

범위가 에서 체잔량이 로 가장 많았다 또한 입도 의 경우4~4.7 mm 42 % . 1-3 mm

는 전체의 로 나타내었으며 낙하거리가 증가할수록 입도는 커지는 것을 알 수25%

있다.

그림 은 냉각수의 온도를 로 하여 은그래뉼을 제조하고 입도 결과를 나타낸30 40℃

그림이다 냉각수 온도가 에서 로 증가함에 따라 은 그래뉼의 입도는 증가. 25 40℃ ℃

하는 것을 알 수 있다 입도 이상의 크기를 갖은 은 그래뉼이 전체의. 4.0 mm 22

를 차지하고 있다 이는 냉각수 온도 인 경우에는 약 이므로 약 배 이% . 25 7 % 3℃

상 증가한 것을 알 수 있다.

그림 은 탕도와 냉각수 수면까지의 거리를 로 하여 조업하고 제조된 은31 100mm ,

그래뉼을 입도 분석한 결과이다 탕도와 냉각수면과의 거리 에서의 결과는. 100 mm

입도 범위가 이상에서 체잔량이 비슷한 비율로 분포하였다2.8~6.7mm .

- 51 -

또한 인 경우는 전체의 약 를 차지하고 있으며 이상인 경우1-3 mm 40 % 4.0 mm

는 전체의 를 차지하고 있다 전체적으로 입도가 균일하나 본 조업조건의 경43 % .

우 의 경우가 인 조건보다 적은 것으로 나타난다1-3mm 20 mm .

그림 낙하거리 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 낙하거리 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 낙하거리 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 낙하거리 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과29. 1.5m29. 1.5m29. 1.5m29. 1.5m

용융온도 탕도크기 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리용융온도 탕도크기 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리용융온도 탕도크기 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리용융온도 탕도크기 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리( 1000 2mm, 25 , 20mm)( 1000 2mm, 25 , 20mm)( 1000 2mm, 25 , 20mm)( 1000 2mm, 25 , 20mm)℃ ℃℃ ℃℃ ℃℃ ℃

그림 냉각수 온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 냉각수 온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 냉각수 온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 냉각수 온도 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과30. 4030. 4030. 4030. 40℃℃℃℃

용융온도 탕도크기 낙하거리 탕도와 냉각수 거리용융온도 탕도크기 낙하거리 탕도와 냉각수 거리용융온도 탕도크기 낙하거리 탕도와 냉각수 거리용융온도 탕도크기 낙하거리 탕도와 냉각수 거리( 1000 , 2mm, 2m, 20mm)( 1000 , 2mm, 2m, 20mm)( 1000 , 2mm, 2m, 20mm)( 1000 , 2mm, 2m, 20mm)℃℃℃℃

- 52 -

그림 탕도와 냉각수 거리 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 탕도와 냉각수 거리 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 탕도와 냉각수 거리 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과그림 탕도와 냉각수 거리 에서의 은 그래뉼의 입도분석 결과31. 100mm31. 100mm31. 100mm31. 100mm

용융온도 탕도크기 낙하거리 냉각수 온도용융온도 탕도크기 낙하거리 냉각수 온도용융온도 탕도크기 낙하거리 냉각수 온도용융온도 탕도크기 낙하거리 냉각수 온도( 1000 , 2mm, 2m, 42 )( 1000 , 2mm, 2m, 42 )( 1000 , 2mm, 2m, 42 )( 1000 , 2mm, 2m, 42 )℃ ℃℃ ℃℃ ℃℃ ℃

진원도 결과(2)

제조된 은 그래뉼 진원도 측정은 에 따라 삼접법으로 측정하였다KS B ISO 4291 .

로 하여 삼점법을 사용하여 측정하였다x = a, y = b, z = c .

그림 는 각각의 조건에 따른 그래뉼의 진원도를 측정한 평균값을 나타낸 것32 Ag

이다 이 평균값을 비교하여 보면 성일하이텍 최적 조건의 경우 용융온도. ( 1000 ,℃

탕도크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리 는 진2mm, 2m, 25 , 2mm)℃

원도 평균값 를 나타내고 있다 용융온도 인 조건에서 제조된 은 그래뉼0.85 . 122℃

은 낙하거리 인 경우에서는 냉각수면까지의 거리를 인0.71, 1.5m 0.68, 100 mm

경우에는 탕도 구멍크기 인 경우는 로 나타났다 부록 참조0.60, 4mm 0.32 . ( 3 )

진원도 및 입도 분석 결과 본 은 그래뉼 제조의 최적공정은 용융온도 탕도1000 ,℃

크기 낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리 의 경우2mm, 2m, 25 , 20 mm℃

이다 본 제조 공정에서 제조된 은 그래뉼과 국내 사와 사의 판매품과 비교한 결. L K

과이다 의 제품은 진원도 평균값이 약 이며 고려아연의 경우에는. LS-Nikko 0.72

로 나타내었다0.82 .

- 53 -

즉 본 기술지원품이 사와 주 사의 그래뉼보다 높은 평균치를 나타내었다 이것L K( ) .

은 양품의 경우 타사의 제품보다 구형에 가깝다는 것을 알 수 있다 반면에 탕도구.

멍크기를 로 하였을 경우에는 매우 낮은 평균값을 나타내었고 모양은 둥근4 mm ,

판상형의 모양을 나타내었다 부록 에 진원도 측정결과를 첨부하였다. 2 .

그림 각 제조조건에서 제조된 은그래뉼의 진원도 측정 결과 및 비교그림 각 제조조건에서 제조된 은그래뉼의 진원도 측정 결과 및 비교그림 각 제조조건에서 제조된 은그래뉼의 진원도 측정 결과 및 비교그림 각 제조조건에서 제조된 은그래뉼의 진원도 측정 결과 및 비교32.32.32.32.

A: LS-Nikko

고려아연 주B: ( )

성일하이텍 최적 조건 용융온도 탕도크기C: ( 1000 , 2mm,℃

낙하거리 냉각수 온도 탕도와 냉각수 거리2m, 25 , 20mm)℃

냉각수 온도 용융온도 탕도크기 낙하D: 40 ( 1000 , 2mm,℃ ℃

거리 탕도와 냉각수 거리2m, 20mm)

용융온도 탕도크기 낙하거리 냉각수 온E: 1200 ( 2mm, 2m,℃

도 탕도와 냉각수 거리25 , 20mm)℃

낙하거리 용융온도 탕도크기 냉각수F: 1.5M( 1000 , 2mm,℃

온도 탕도와 냉각수 거리25 , 20mm)℃

수면거리 용융온도 탕도크기 낙하G: 100mm( 1000 , 2mm,℃

거리 냉각수 온도2m, 25 )℃

탕도크기 용융온도 낙하거리 냉각수 온H: 4mm( 1000 , 2m,℃

도 탕도와 냉각수 거리25 , 20mm)℃

- 54 -

제조된 은 그래뉼 형상(3)

그림 은 제조된 은그래뉼 형상을 사진으로 나타낸 그림이다33 .

(a) (b)

(c) (d)

(e) (f)

그림 은 그래뉼 제조 조건에 따른 형상비교그림 은 그래뉼 제조 조건에 따른 형상비교그림 은 그래뉼 제조 조건에 따른 형상비교그림 은 그래뉼 제조 조건에 따른 형상비교33.33.33.33.

- 55 -

그림 에서 보면 의 경우는 최적조건의 제품으로 겉보기에도 균일하고 원형의33 (a)

형상을 띄고 있는 것을 알 수 있다 의 경우에는 에 비하여 입도가 불균일하. (b) (a)

며 형상도 구형의 경우가 적은 것을 알 수 있다 의 경우에는 입도는 균일하나. (c)

입상이 붙어 있는 경우가 많아 매우 불균일함을 알 수 있다 의 경우는 입도가. (d)

균일하나 입도가 규격에 비해 크며 낙하거리가 길어짐에 따라 표면이 산화되어 색

깔이 누런색을 띠는 것을 볼 수 있다 및 의 경우에도 입도가 규격에 비해. (e) (f)

상당히 크며 모양이 불규칙함을 알 수 있다.

그림 는 본 최적 조건에서 제조된 제품과 국내 사 및 사 재품과 형상을 비교34 L K

한 그림이다.

(a) (b) (c)

그림 은 그래뉼 제조사와의 비교그림 은 그래뉼 제조사와의 비교그림 은 그래뉼 제조사와의 비교그림 은 그래뉼 제조사와의 비교34.34.34.34.

국내에서 은 그래뉼을 공급하는 회사는 및 고려아연 주 이 있다LS-Nikko ( ) .

는 년간 톤 생산하여 국내는 톤 정도 공급하며 고려아연 주 은 년LS-Nikko 240 150 , ( )

간 톤 생산하여 톤 정도를 국내소비자에게 판매하고 있다 그러므로 국내시800 240 .

장 진출 및 해외수출을 위하여 국내 굴지의 생산 업체 제품과 비교하여 보았다.

그림 에서 보면 는 제품 는 지원기업 제조품 는 고려아연의34 (a) LS-Nikko , (b) , (c)

제품이다 보시다시피 개회사 제품 모두 균일한 입도 및 구형에 가까운 형상을 갖. 3

고 있는 것을 볼 수 있다 그러나 사의 경우 제품의 입도 균일도가 나머지 제품에. L

비해 떨어지는 것을 확인할 수 있다 또한 표면의 산화되어 표면 색깔이 누렇게 변.

색되어 있음을 알 수 있다 이러한 원인은 제품에 불순물이 있기 때문으로 사료되.

며 이는 성분분석을 통하여 확인하였다 사 및 지원기업의 제품은 입도가 균일하. K

며 형상도 균일함을 알 수 있다 지원기업의 제품이 사 제품에 비해 표면의 산화. K

도가 약간 더 진행 것으로 보이는 것을 알 수 있다 이러한 원인은 제품내부의 불.

순물 영향으로 생각되어 진다.

- 56 -

제조 과정중의 가열 및 냉각 공정주에 표면의 산화가 주원인이며 이는 불순물의 농도

에 비례한다 그러므로 본 지원시업에서는 세 제품에 대해 불순물 분석을 진행하였다. .

은 그래뉼 순도 분석 결과(4)

및 고려아연 제품과 지원기업 제조품의 순도 및 불순물의 조성을 알아보기LS-Nikko

위해 본 지원기관의 을 이용하여 순도 분석하여 결과를 표 에 나ICP-mass(PL9400) 8

타내었다.

표 은 그래뉼 제조품의 순도 및 불순물 분석 비교표 은 그래뉼 제조품의 순도 및 불순물 분석 비교표 은 그래뉼 제조품의 순도 및 불순물 분석 비교표 은 그래뉼 제조품의 순도 및 불순물 분석 비교8.8.8.8.

표 에서 알 수 있듯이 세 가지 제품 모두 순도가 이상으로 나타나고 있다8 99.999 % .

지원기업 제품의 경우에도 평가항목에 나타나있는 순도 이상을 나타내고 있99.995 %

다 국내 사의 경우에는 가 미량 존재하는데 이것이 불순물로 작용되어 표면의 광. L Fe

택 및 색깔을 띠는 것으로 사료된다 또한 지원기업 제품은 사 제품에 비해 불순물. K

함량이 적으나 공정상 숙련되지 않아서 색깔의 변화를 약간 초래하는 것으로 볼 수 있

다.

표 는 각 조건에 따른 순도 분석 결과이다 표 에서 보면 시료번호 은 용융온도9 . 9 1

는 탕조크기 조건이며 은 낙하거리 조건이고 는 냉각수온도1200 , 2 4mm 3 1.5m 4℃

이다40 .℃ 는 냉각수 수면 거리 이며 은 본 지원사업에서 행한 최적조건이5 100mm 6 다.

- 57 -

표 조업조건에 따른 은 그래뉼 제조품의 순도 및 불순물 분석 비교표 조업조건에 따른 은 그래뉼 제조품의 순도 및 불순물 분석 비교표 조업조건에 따른 은 그래뉼 제조품의 순도 및 불순물 분석 비교표 조업조건에 따른 은 그래뉼 제조품의 순도 및 불순물 분석 비교9.9.9.9.

표에서 알수 있듯이 각 조업조건에 따라 순도차이는 거의 없는 것을 알 수 있다.

라 입상은 그래뉼 제조설비 제작 및 조업 결론라 입상은 그래뉼 제조설비 제작 및 조업 결론라 입상은 그래뉼 제조설비 제작 및 조업 결론라 입상은 그래뉼 제조설비 제작 및 조업 결론. ( ). ( ). ( ). ( )

입상은 그래뉼 제조 설비 및 조업을 수행하고 아래와 같은 결론을 얻을 수 있었다.

은 그래뉼 제조 최적조건은 용융온도 탕도크기 낙하거리 냉각1000 , 2 mm, 2m℃

수 온도 탕도와 냉각수 거리 이며 이때 제조된 은 그래뉼 제품은 순25 , 20 mm℃

도 이상 입도 이상 진원도 이상을 나타내었다 국99.999 % , 1-4 mm 90 % , 0.8 .

내 대기업 제품과 비교한 결과 성능 대비 약 의 제품을 제조할 수 있었다98 % .

- 58 -

제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도4444

제 절 목표달성도제 절 목표달성도제 절 목표달성도제 절 목표달성도1111

본 기술지원사업의 기술지원내용 및 추진일정에 따른 달성도는 아래 표에 나타내었

다 목표 대비 기술지원이 달성되었다. 100 % .

- 59 -

또한 세부기술지원 내용에 대한 달성도를 아래 표에 나타내었다.

세부연구목표 달 성 도

입상 은 제조 공정의(granule)

기술현황 조사 및 자료 제공

입상 은 제조에 관한 특허 문헌 및 참고자료 수집- ,

후 화 설계 및 조업에 반영Date base ,

입상 은 조제 설비의(granule)

설계 및 제작에 관한 기술 지원

최적 조업 용융온도 탕도의 구멍 크기 낙하거리 냉- , , (

각탱크의 크기 냉각수 온도 탕도와 냉각수면간 거리), ,

등을 시험 후 최적 조어 기준 설정하였음 용융온도:

탕도크기 낙하거리 냉각수 온도1000 , 2mm, 2m,℃

탕도와 냉각수 거리25 , 20mm℃

입상 은 그래뉼 의(Ag) (granule)

특성 비교 및 분석 방안 제시

입도 순도 형상 진원도 등의 입상 은의 물리적 화- , , ,

학적 특성을 국내 우수 제품과 비교 검토하여 제품수

준을 이상 생산95%

현장 적용시험 및 최적화 방안

제시

공정 표준화 및 품질보증을 위한 현장 적용 시험 및-

문제점 파악 보완하여 향후 제품의 안정화 유지,

제 절 관련분야의 기여도제 절 관련분야의 기여도제 절 관련분야의 기여도제 절 관련분야의 기여도2222

신제품 개발 의 고순도 은 분말을 판매가 가능한 그래뉼 형태로 제조: 99.99%□

하여 현재 고가의 고순도 은의 대체 및 가격 경쟁력 향상

공정 개선 공정을 단순화하여 작업 조건개선 및 현장에서 품질 향상에 적용:□

상용화 개발 일 의 생산량을 가진 은 그래뉼 제조 설비를 현장에 설치하: 300kg□

여 조업하고 상용화 기술을 개발하여 생산량 증가에 확대 적용

학회발표 한국분말야금학회 년 월 일 유도로를 이용한 고순도 입상: 2007 10 23 , "□

은 제조 무주리조트",

- 60 -

제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획5555

기타 금속분말 금 코발트 및 백금족 의 제조공정에 적용 범위 확대( , )□

소규모 중소기업의 조업 조건 개선에 적용□

고순도 금속분말 제조하여 전자소재 개발에 적용□

기타 제품의 신뢰성 평가를 위한 주요 취득data□

현장 작업자들에 대한 교육과 기술력 확보 생산성 제고,□

기타 생산부품의 품질보증을 위한 평가에 적용□

- 61 -

제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌6666

1. http://www.giikorea.co.kr/sample/pdf/fd18339.pdf

한국지질자원연구원 연구보고서2. , KR-01-(T)-09, 21 (2001).

3. M-I Baraton, "Synthesis and surface treatment of nanoparticles", ASP,

25650 North Lewis Way, USA, 17 (2003).

4. T. Yukiyama and S. Takemori, Metall. Rev. MMIJ, 6, 8 (1989).

5. F. Fievet, J. P. Lagier, B. Dumount and M. Figlarz, J. Mater. Chem., 3,

627 (1993).

6. A, Calusaru, "Electrodeposition of matal powders", Elsevier scientic Co.,

Amsterdam, 1979

7. D. W. Drumiler, Ind. End Chem., 43(10), 2099 (1950).

8. G. Wranglen, J. Electrochem. Soc., 97, 353 (1950).

9. Wohlwill H. Z. Electrochem. Soc., 16, 25 (1910).

김교수 김광락 영남대학교 연구보고서 제 권 제 호10. , , , 10 1 , 137 (1982).

11. K. I. Popov, J. Appl. Electrochem., 8, 239 (1981).

12. J-L. Delplanke, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 372, 75 (1995).

한국지질자원연구원 연구보고서13. : KR-00-(T)-15, 19(2000)

한국지질자원연구원 연구보고서14. : KR-03-(T)-08, 27(2000)

김남일 장시성 무전해도금 동화기술 서울15. , : , , , p. 15-16

염희택 장시성 도금 표면처리 염 문운당16. , : · , , 1989, 2nd ed. p. 267-287

- 62 -