과열 수증기 기술

과열수증기(SHS)란

과열수증기(영: superheated steam, 약칭: SHS)는 수증기의 상태 중 하나로, 포화 수증기 온도(약 100℃)보다 더 가열된 무색 투명한 수증기(H₂O) 가스입니다. 일반적으로 물이 가열되어 수증기로 변하는 과정에서 수증기가 포화 상태에 이르면, 여기에 열을 더 가함으로써 과열 수증기가 됩니다. 과열 수증기는 높은 에너지 밀도와 열효율을 가지고 있어, 많은 산업 공정이나 발전소 등에서 사용됩니다.

과열수증기(SHS)의 특성

① 복합 열전달을 통한 급속 가열이 가능

과열수증기(SHS)는 열풍에 비해(부피당) 4배의 열에너지를 가지고 있으며, 대류, 복사, 응축이 복합적으로 작용하는 열전달을 통해 가열이 가능합니다.

②로 내부(처리 분위기 하)를 극저산소 분위기로 조성

과열 수증기 환경에서는 불활성 가스와 유사한 극저산소 환경 효과를 얻을 수 있어, 산화 억제, 열분해 처리, 탄화 처리가 가능합니다.

과열수증기(SHS) 이용 기술의 분야 및 용도

자동차 분야

• 알루미늄 합금(AC, ADC 등)의 절삭 가공에서 발생하는 절삭 부스러기의 세척 및 탈지
• 알루미늄 합금(AC, ADC 등) 브리켓의 세척 및 탈지
• 비정형 재질, 판재, 부품의 세척 및 탈지

금속 소재 분야

• 각종 금속의 절삭 가공 시 발생하는 절삭 부스러기의 세척 및 탈지
  (구리 합금계, 철계, SUS계, 특수 금속계: 인코넬 등)
• 폐기물·재활용 자재(UBC, 분쇄재, 혼합 금속 등)
• 비정형 재질, 판재, 부품의 세척 및 탈지

환경 분야

• 유가 금속 회수 (예: 폐기판 등)
• 유기물의 열분해 처리 (탄소계, 플라스틱계, 기타 유기물)
• 탄화 처리 (식품 폐기물, 오염 토양 등)

화학 분체 분야

• 건조, 소성 공정
• 활성화 처리
• 유기물 제거 처리

과열수증기(SHS) 시스템의 특징

발화 없이 처리 가능 (안전하고 안정적인 가동)

과열수증기(SHS)의 특성을 활용하여 처리 환경을 극저산소 상태로 유지함으로써, 용광로 내부에서 연소가 일어나지 않도록 하여 안정적인 열처리를 실현합니다.

처리물의 고품질화 (부가가치 향상)

불활성 가스와 동등한 효과를 내는 과열 수증기 환경에서 처리함으로써, 처리물의 산화 억제 효과를 통해 고품질화를 도모합니다.
(산화 억제 및 잔류 C량 감소를 통한 금속 용해 시 수율 향상, 안전한 용해)

열 회수 시스템 (에너지 절약 효과)

처리 대상물의 에너지와 발생하는 폐열을 최대한 활용하여 설비 시스템 내에서 열 재활용을 실시함으로써, 낮은 운영 비용(에너지 절약)을 실현합니다.
(설비 가열용 열원, 폐열 보일러를 통한 증기 생산 에너지로의 활용)

시스템 패턴

고객의 요구 사항 및 처리 조건에 맞는 최적의 방안을 제안해 드립니다.

【SH-ELS형】 전기 히터 가열 방식, 외열식 로터리 킬른

1) 시스템 개요

전기 히터를 채택함으로써 간편한 가동과 정밀한 온도 제어가 가능하며, 고온 영역(~800℃)까지 처리가 가능한 타입입니다.

2) 기본 사양

• 처리 온도: 300~800℃(대기 온도) ※희망 온도에 따라 선정합니다.
• 분위기: 과열 수증기
• 열원: 전기

【SH-ELB형】 전기 히터 가열 방식, 외열식 로터리 킬른 + 폐열 보일러 시스템

1) 시스템 개요

전기 히터를 채택함으로써 간편한 가동과 정밀한 온도 제어가 가능하며, 고온 영역(~800℃)까지 처리가 가능한 유형입니다. 또한, 폐열 보일러를 채택함으로써 증기 생성 에너지를 절약할 수 있습니다.

2) 기본 사양

• 처리 온도: 300~800℃(대기 온도) ※희망 온도에 따라 선정합니다.
• 분위기: 과열 수증기
• 열원: 전기
• 에너지 절약 기기: 폐열 보일러

【SH-HRS형】 배열 활용 방식, 외부 열식 로터리 킬른

1) 시스템 개요

처리물의 에너지(열량)를 최대한 열회수한 에너지 절약형입니다. 처리물의 발열량에 맞춰 최적의 배가스 시스템을 설계하고 폐열을 활용함으로써 처리 단가를 획기적으로 낮춥니다.

2) 기본 사양

• 처리 온도: 300~500℃(대기 온도) ※희망 온도에 따라 선정합니다.
• 분위기: 과열 수증기
• 열원: 배열(히트 부스터 배기가스)

【SH-HRB형】 배열 활용 방식 외열식 로터리 킬른 + 폐열 보일러 시스템

1) 시스템 개요

처리물의 에너지(열량)를 최대한 열회수한 에너지 절약형 모델입니다. 처리물의 발열량에 맞춰 최적의 배가스 시스템을 설계하고 폐열을 활용함으로써 처리 단가를 획기적으로 낮춥니다. 또한, 폐열 보일러를 도입하여 증기 생성 에너지를 절약합니다.

2) 기본 사양

• 처리 온도: 300~500℃(대기 온도) ※희망 온도에 따라 선정합니다.
• 분위기: 과열 수증기
• 열원: 배열(히트 부스터 배기가스)
• 에너지 절약 기기: 폐열 보일러

실증 테스트(성능 확인)

연구 개발 용도(품종 개량 및 차세대 분말 개발) 또는 로터리 킬른 적용을 위한 검증 차원에서, 고객의 열처리 요구 사항에 맞춰 설비 도입을 위한 검증 시험을 실시할 수 있습니다.

실증 테스트 절차

• 회의
  미팅을 통해 테스트 목적과 희망 조건을 협의합니다.
• 테스트 계획 수립
  협의 결과를 바탕으로 고객님이 원하시는 테스트 계획을 수립합니다.
• 설비 사양에 반영
  고객님이 입회하신 상태에서 테스트를 실시합니다. 배치 방식으로도 대응 가능합니다.
• 시험 실시
  온도 조건이나 처리 시간 등의 데이터를 정리하여, 계획에 비해 어떤 결과가 나왔는지 평가합니다.
• 결과 평가 데이터 요약
  시험 결과를 설비 사양에 반영하여 설비 사양을 제안합니다.

검증 테스트·시험

로터리 킬른 실증 설비(전기 히터식: ELS형)

1) 시스템 개요

연속식 로터리 킬른으로, 열원으로 전기 히터를 이용한 외부 가열 방식을 채택하고 있어 온도 제어가 용이하다.

2) 사양

• 레토르트 유효 치수: φ400×1300L
• 레토르트 재질: SUS310S
• 열원: 전기 히터
• 분위기: 과열 수증기
• 제어 온도: 300~700℃(최대)

소형 배치식 로터리 킬른 실증 장치(전기 히터식: ELS형)

1) 시스템 개요

소형 배치식 로터리 킬른으로, 전기 히터를 통해 온도를 쉽게 제어할 수 있으며, 배치 방식을 통해 소량 샘플에 대한 성능 평가도 용이하게 수행할 수 있다.

2) 사양

• 레토르트 유효 치수: φ400×600L
• 레토르트 재질: SUS310S
• 열원: 전기 히터
• 분위기: 과열 수증기, N2, Ar 등
• 제어 온도: 300~800℃(최대)

메쉬 벨트식 오븐 실증 장치 (열풍 순환식: HRS형)

1) 시스템 개요

열풍 순환식 메쉬 벨트 오븐 장치. 로터리 킬른으로는 처리할 수 없는 이형재나 부품재에 대한 시험 및 성능 평가가 가능하다.

2) 사양

• 로 내 유효 치수: W500×H70×800L
• 메쉬 재질: SUS304
• 열원: 배열(열풍 순환)
• 분위기: 과열 수증기
• 제어 온도: 300~550℃(최대)

배치 박스로

1) 시스템 개요

간이 테스트용 BOX형 장치(배치식)

2) 사양

• BOX 투입 용기 치수: □140×H100 × 2개 투입 가능
• 열원: 전기 히터
• 분위기: 과열 수증기, N2, Ar 등
• 제어 온도: 300~600℃(최대)

특허 기술

특허 제4199758호 “혼합물 및 혼합 폐기물의 탈지 및 재활용 장치”
특허 제4134150호 “마그네슘 합금, 마그네슘 합금을 포함하는 혼합물의 탈지 처리 장치 및 탈지 처리 방법”