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중소기업청(청장 김성진)은 중소기업의 생산환경·공정을 개선하여 인력유입촉진·생산성 향상을 도모하는 ‘중소기업 직무기피요인 해소사업’을 추진 중이다. 2002년부터 시작된 ‘중소기업 직무기피요인 해소사업’은 제조업의 기반이 되는 주조, 용접, 열처리, 도금, 금형 등을 중심으로 지원하고 있다. 국내 공장의 해외이전이 활발한 상황이지만, 이들 업종은 생산기반 기술분야 업종으로 국내 존치가 필수적인 분야다. 이 사업은 기술인력이 일할 수 있는 환경부터 만들어 고질적인 인력부족 문제 해결을 목표로 시작되었다.‘월간전기’에서는 성공사례를 단기연재로 싣는다.(주)경일금속고열, 광염, 분진 작업환경 개선사례개발목표고열, 광염, 분진 등과 직접 접촉하는 용탕처리 작업 방식의 개선으로 용탕의 성분원소 균일화로 품질향상과용탕처리 후 수소가스 함량을 0.2cc/100g Al 이하로 달성한다. 작업환경을 개선하여 최종적으로는 산업재해 감소 및 생산성 향상에 의한 원가절감을 실현한다.개발내용- 알루미늄 용탕에 사용할 수 있는 적정 porous plug의 개발- 원활한 교반효과 및 탈가스 효율을 높이기 위한 porous plug의 배치 방안 확립- porous plug 공급하는 불활성가스의 적정 사용조건의 선택- porous plug를 장착한 알루미늄 용해용 반사로 설계, 개발- 개발된 반사로의 적정 운전조건 및 작업효율화 확립
  개발 장비활용활용공정내용알루미늄 판재생산을 위한 원자재인 Billet 제조를 위한 용해 공정이 주활용공정이며, 용해공정은 반사로를 활용하고 있다.반사로에서의 작업공정은 그림과 같이 ingot, scrap, chip 등 원료 장입, 장입원료의 용해, 용융된 용탕의 상하교반작업, 탈가스, 탈개재물 처리(fluxing), 불순물, 재(slag)의 취출작업, 진정처리(killing), 출탕 등으로 이루어져 있다.이 공정 중, 용탕의 상하교반작업, 탈가스 탈개재물처리(Fluxing) 작업은 대부분의 기업이 포스포라이저나 특수형태 고무래 등을 이용하여 작업자가 직접 반사로의 장입구 앞에서 수작업으로 처리하고 있는 기피공정이다. 따라서 이 공정에 개발 장비를 설치하여 작업자의 직접적인 기피환경에의 노출 없이 용해-용탕 교반작업-탈가스/탈개재물 작업을 하나의 공정으로 처리할 수 있게 하였다.개발결과장비사양① 로형식 : 전로형(Opening wall type)② 로명 : 원형반사로(Rounding type Al-Melting furnace)③ 용해용량 : Nor. 10ton/ch Max. 12ton/ch④ 출탕온도 : 720℃-780℃⑤ 출탕량 : 200Kg/min(Nor.)⑥ 작업형태 : 단속작업⑦ 장입방법 : 지게차 또는 Fork lifter로 장입⑧ 사용연로 : B/C 오일 혹은 정제유(H=9,800 kcal/liter)⑨ 용탕깊이 : Nor. 500mmMax. 600mm⑩ DOOR 구동 : Break motor & Reducer에 의한 상하 개폐⑪ 투입열얄 : Max 3,400,000kcal/hr⑫ 로 규격 로내치수 : 2400W×2875L×1750H 로외치수 : 3200W×3675/5000L×2750H⑬ POWER : 동력-440/380V×60Hz×3Ф조작 -220/110V×60Hz×1Ф
  개발장비의 타분야 적용 및 활용 가능정도알루미늄 용해공정 보유 업체반사로 이외의 설비, 예를 들어 연속용해로를 활용하여 알루미늄을 용해하는 공정을 보유한 기업에도 최초 로(爐) 설계시 설계하면 별도의 탈가스 작업 없이 탈가스 효과를 얻을 수 있음.알루미늄 탈가스 라인기존의 반사로 보유 알루미늄 용해공정 보유업체에서, 설비의 개조 없이 용해→주조 공정 중에 In line으로 탈가스하는 설비에 동 Porous plug를 장착활용하면 기존의 로터리 타입에 비해 저렴하게 설비의 설치가 가능하게 될 것임.(Plug 배치를 위한 추가적인 개발과 보완시험이 필요함)개발 성과작업환경개선개발 전 : 알루미늄 용해 중, 용탕의 하부 미용해물의 제거를 위한 수작업으로 교반작업 실시하고 있으며, 알루미늄 용해 완료 후, 용탕의 건정성을 행사하기 위해 수작업으로 탈 가스작업 실시하고 있음. 이 작업들은 작업자가 고열, 광염 하에 직접 노출되어 작업해야하는 대표적인 직무기피 공정이다.개발 후 : 알루미늄 용해 중, 본 개발과제의 성과물인 Gas Bubbling 장치 가동으로 상하 온도편차 해소가 가능하여 교반작업이 불필요하며, 알루미늄 용해완료 후에도 Gas Bubbling 장치 가동하여 탈가스, 탈개재물 작업을 실시하므로 별도 수작업에 의한 탈가스 작업이 불필요하여 직무기피 요인이 해소되었고, 고열하 작업에 의한 화상 등 안전사고 위험성이 대폭 감소하였다.경제적 파급효과개발 전 : 알루미늄 용해작업에는 장입에서 출탕까지의 공정에 보통 4~6명 정도의 인력이 투입된다.그 중, 보통 근접 로전(爐前) 작업이 용해 1charge 당 짧게는 40분부터 길게는 1.5시간 정도까지 계속된다.개발 후 : 용탕교반, 탈가스, 탈개재물 처리와 같은 작업을 수작업에 의존하지 않고 자동화가 가능하여, 근접 로전(爐前) 작업 시간을 10분 이내로 단축시킬 수 있으며, 이에 따라 작업인원의 절감이 가능하다.인력유입효과개발 전 : 용해로 로전작업이 대표적인 3D공정으로 작업자의 피로도가 심하고, 위험성이 높아 직무를 기피하고, 인원 변동의 주원인이었다.개발 후 : 근접 로전 작업시간의 대폭 단축으로 작업자의 인원변동 원인을 제거하였고, 기피 작업시간 단축과 피로도 감소로 용해 공정의 타 작업에 집중할 수 있는 시간이 증가하였다.생산성 향상개발 전 : 용해 1charge당 작업시간 4~5시간 소요됨.개발 후 : 용탕의 교반시간, 탈가스 작업시간의 단축으로 용해 1charge당 작업시간이 3.5~4.5시간 소요됨.산업재해감소개발 전 : 근접 고열작업이 많아 화상 등의 안전사고 위험성이 높음.개발 후 : 근접 고열작업시간이 대폭 감소하여 화상 등의 안전사고 위험성이 매우 낮음.기타 : 원활한 용탕 교반 효과로 합금성분의 균일화가 가능하여 공정능력지수가 향상되었고, 균일하고 효율적인 용탕처리가 가능하게 되어 용탕의 품질이 향상되었음. <자료제공 : 중소기업청>
<Energy News>
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