VAR (Vacuum Arc Remelting) : 진공 아크 재용해

안녕하세요. 주식회사 동아특수금속입니다. 이번 시간은 티타늄 스펀지와 코블을 가장 쉽게 사용할 수 있는 방식이자 가장 일반적인 용해 방식으로, 순수 티타늄 제조에 가장 적합한 진공 아크 재용해(Vacuum Arc Remelting) 제조 방법과 티타늄 잉곳(Ti Ingot) 생산에 대하여 이야기 해보려고 합니다.

티타늄 스펀지(Ti sponge)

 

타이타늄을 첨가하여 합금 시, 통상 타이타늄(티타늄) 스펀지를 사용하는데 이러한 타이타늄 스펀지는 항공, 우주, 전력, 화학플랜트, 해양, 토목, 의료, 복지, 수소 등에서 자주 사용되는 다용도성과 내구성이 뛰어난 소재입니다.​​

또한 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 고기능성 소재이기 때문에 수요가 증가함에 따라 타이타늄 스펀지의 생산 및 사용은 계속 증가할 것으로 보입니다. 이에 당사는 국내 제강사들의 자원선순환 경제를 만들기 위해 희소금속 재활용 제품에 대한 인식을 높이고 저탄소순환경제 및 ESG 경영 목표를 달성하기 위해 적극적으로 노력중입니다.​​

타이타늄 스펀지는 고온 반응기에서 사염화티타늄을 마그네슘이나 나트륨으로 환원시키는 복잡한 공정을 통해 생산됩니다. 철, 산소, 탄소 등의 불순물이 낮은 수준으로 최대 99.8%의 티타늄을 함유한 금속 스펀지로, 잉곳 형태는 항공기 부품, 의료용 임플란트 및 고강도, 내구성 및 생체 적합성이 요구되는 기타 중요한 부품의 생산에 일반적으로 사용됩니다. ​​

티타늄 스펀지와 코블을 이용하여 티타늄 잉곳을 만드는 용해 방법으로 VAR (Vacuum Arc Remelting), ISM (Induction Skull Melting), EBM (Electron Beam Melting), PAM (Plasma Arc Melting) 은 티타늄 용해에 가장 많이 사용되는 방법들입니다. ​

​이 중 티타늄 스펀지와 코블을 가장 쉽게 사용할 수 있는 방식인 VAR 용해 방법에 대해 알아보겠습니다.​

​우선, 원료를 준비할 때는 일반적으로 티타늄 스펀지를 사용합니다만 티타늄 코블도 같이 사용합니다. 다음은 스펀지와 코블을 섞어서 대형 압축기를 통해 압축품을 여러 개 만들어 전극 형태로 용접하여 만듭니다. 

 

진공아크용해(VAR) 모식도

 

그 다음 티타늄 스펀지 전극을 용해로에 넣고 VAR 용해를 시작합니다. 이와 같이 만들어진 티타늄 전극이 용해되어 티타늄 잉곳을 생산할 수 있습니다. 이렇게 2번 ~ 3번 반복하면 고순도 티타늄 잉곳을 제조할 수 있게 됩니다. ​​

이러한 고도의 정련기술은 티타늄 잉곳을 제품화 하는 과정에서 다량 발생하는 스크랩의 가치 또한 향상시킬 수 있습니다. 티타늄 스크랩은 절삭과정을 거치는 동안 기름 때 등까지 보태 지면서 잉곳보다 훨씬 많은 양의 불순물에 노출될 수밖에 없기 때문에 적잖은 양의 티타늄 스크랩을 그동안 싼값에 전량 해외 수출하는 방법을 사용해 처리되어 왔습니다.​​

이에 동아특수금속은 고강도 철강재 생산을 위해 사용되는 티타늄 스펀지, 티타늄 스크랩을 활용하여 국내외 제강사들과 국내 여러 연구기관 등에 소재를 납품하여 공급하고 있습니다. 문의사항이나 제품을 구입하고 싶으시다면 아래 연락처로 연락주시면 자원선순환에 대한 문제를 해결해 드리도록 최선을 다하겠습니다. 감사합니다.

 

 

 

 

 

동아특수금속 소개

동아특수금속은 국내 최초로 타이타늄을 리싸이클링하여 국내외 제강사 및 기업들에 리싸이클링된 제강용 원료를 공급하고 있으며 주로 희소금속 위주의 금속들을 리싸이클링하고 있습니다. 국내에는 아직 희소금속 리싸이클링과 관련된 산업이 발달하지 않아 산업 수준은 해외 선진국들에 비해 미비하지만 꾸준한 연구개발을 통해 다양한 장비를 도입하는 등 국내 희소금속 소재 국산화에 최선을 다하고 있는 회사입니다. 회사와 관련하여 합금을 위한 타이타늄(티타늄) 스펀지 대체품 구입이나, 니켈, 지르코늄, TiAl봉재, Zr봉재, 인코넬625봉재, 인코넬718봉재 등 다양한 희소금속에 대한 논의를 하고자 하신다면 다음 아래의 연락처로 연락주시기 바랍니다.

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