전기로(Furnace)의 특성과 실험용 Furnace 맞춤 설계제작
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맞춤형 실험장비 및 시제품을 맞춤제작하고 있는 에이비랩솔루션입니다.
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연구·개발을 위한 실험장비 맞춤 설계/제작
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1. 전기로(Furnace)란?
- 전기로(Furnace)는 전기에너지를 이용하여 고온을 생성하는 가열 장치로, 금속 제련, 열처리, 세라믹 소성, 화학 반응 등 다양한 산업 및 연구 분야에서 사용됩니다.
- 가열 방식과 온도 범위에 따라 다양한 종류로 분류되며, 연구 및 실험 환경에서는 주로 정밀 온도 제어가 가능한 저항 가열식 전기로가 사용됩니다.
2. 고온 전기로의 종류
전기로는 온도 범위 및 가열 방식에 따라 아래와 같이 분류됩니다.
(1) 온도 범위에 따른 분류
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전기로 유형
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온도 범위 (°C)
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주요 사용 용도
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저온 전기로
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~ 1000°C
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일반 열처리, 건조, 플라스틱·고무 가공
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중온 전기로
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1000 ~ 1500°C
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세라믹 소결, 유리 가공, 금속 열처리
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고온 전기로
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1500 ~ 1800°C
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고온 세라믹, 실리콘 웨이퍼 처리, 고온 화학 반응
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초고온 전기로
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1800°C 이상
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연구용, 초고온 합금·탄소소재 제조, 플라즈마 연구
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고온 및 초고온 전기로는 고급 내화재 및 특수 발열체를 사용하여 고온 환경에서도 안정적으로 작동해야 합니다.
(2) 가열 방식에 따른 분류
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가열 방식
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원리
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주요 특징 및 적용 사례
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저항 가열식
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전기 저항을 이용한 발열
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실험실 및 산업용 (PID 제어 가능, 정밀 온도 조절)
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유도가열식
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전자기 유도에 의해 금속 자체 발열
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금속 용해, 고주파 열처리, 정밀 가공
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아크 가열식
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전극 사이의 아크 방전으로 가열
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철강 제조, 고온 실험, 플라즈마 응용
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마이크로파 가열식
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마이크로파 흡수에 의한 내부 발열
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세라믹 소결, 화학 반응 촉진
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실험용 전기로는 정확한 온도 제어가 가능한 저항 가열식이 주로 사용되며, 특수한 연구 목적에 따라 유도 가열식 및 마이크로파 가열식이 적용될 수 있습니다.
3. 전기로의 구성 요소 및 기술적 특징
전기로는 내열성, 정밀 제어 기능, 에너지 효율성을 갖춘 다양한 부품으로 구성됩니다.
(1) 전기로의 주요 구성 요소
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구성 요소
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설명
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가열 요소 (발열체)
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카본, 실리콘 카바이드(SiC), 텅스텐(W), 니크롬(NiCr) 와이어 등
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내화재 (단열재)
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알루미나(Al₂O₃), 지르코니아(ZrO₂), 실리카(SiO₂) 등 고온 내열재 사용
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온도 센서
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열전대(Thermocouple, K-type, S-type 등) 또는 적외선 온도계 적용
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제어 시스템
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PID 컨트롤러, PLC 기반 자동 온도 조절 및 데이터 로깅 기능
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챔버 (로 내부)
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공기, 불활성 가스(N₂, Ar), 진공 상태 조절 가능
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(2) 전기로의 기술적 특징
✅ 정밀 온도 제어: 고정밀 PID 컨트롤러 및 열전대 센서를 이용한 미세 온도 조절
✅ 고효율 단열 구조: 고온 내화재를 적용하여 열 손실 최소화
✅ 균일한 온도 분포: 내부 공기 흐름 및 발열체 배열 최적화로 온도 균일성 확보
✅ 빠른 가열 및 냉각 속도: 가열 요소와 열전도 특성을 조절하여 반응 시간 단축
✅ 다양한 분위기 제어: 공기, 불활성 가스(N₂, Ar), 진공 등 특정 실험 환경 조성 가능
실험용 정밀 Furnace 맞춤 설계·제작
연구·실험을 위한 맞춤형 전기로(Furnace) 제작
당사는 고온 실험, 소재 연구, 반도체 공정 등 다양한 실험 환경에서 정확한 온도 제어와 안정성을 보장하는 맞춤형 실험용 Furnace를 제작합니다.
연구 목적에 최적화된 맞춤 설계
- 실험 요구사항에 따른 온도 범위(최대 1800℃ 이상) 및 챔버 크기 조정
- 공기, 불활성 가스(N₂, Ar), 진공 등 다양한 분위기 조건 적용 가능
- 균일한 온도 분포로 실험의 재현성과 정확성 향상
정확한 온도 제어 및 고품질 소재 적용
- PID 온도 컨트롤러 및 고정밀 열전대(TC) 적용
- 고온 내열재(알루미나, 실리카, 무정형 탄소 등) 사용으로 내구성 극대화
- 빠른 가열 및 냉각 속도 조절 가능
완벽한 제작 프로세스
✅ 설계 협의 – 실험 목적에 맞춘 맞춤형 설계
✅ 정밀 제작 – 고품질 소재와 정밀 가공 기술 적용
✅ QC 및 시운전 – 1차 테스트 후 현장 설치 및 최종 시운전
✅ 사후 관리 – 장비 유지보수 및 추가 지원
참고문헌
- ASTM C865 – Standard Test Methods for Measuring Temperature Uniformity in Furnace
- ISO 13577 – Industrial Furnaces and Associated Processing Equipment
- JIS R 1611 – Testing Methods for High Temperature Furnaces
- DIN 51064 – Laboratory Furnaces and Their Testing
- KS L 2001 – 고온용 내화재 및 내화로 설계 기준
