소형 용광로에서 알루미늄-캔 용융, 테르밋 반응 발생(불꽃놀이 같음)(Aluminum-can melting in furnace, thermite reaction occurs, like fireworks)

알루미늄캔 용광로 용해중 불꽃잔치 발생원인(Fireworks in Al-Can Melting Recycling)

 

 

 

 

1. 문제

: 흑연도가니에 알루미늄 캔을 용융중 로에서 불꽃이 비산하는 사고가 발생함

 

2. 사고 현황

-  흑연도가니는 상부는 녹았으며, 하부에 토치화염이 닿는 부분이 구멍이 났음

-  주위의 단열재(세라크울)은 모두 녹아 없어짐 (상부약간 남음)

-  로벽에 연녹색의 슬래그가 비산되어 붙어 있음

-  흑연 도가니중에 알루미늄 캔은 모두 없어짐

 

3. 로내 반응에 참여되는 추정 성분

 - 흑연 도가니 = Carbon

 - 알루미늄캔 = Al 

 - 세라크울 성분 = 44%Al2O3 - 54%SiO2

 

4. 비산 화염 추정

1) 흑연도가니 구멍생성

: 흑연도가니의 C성분과 Al캔이 로내로 공급되는 공기중의 산소와의 반응으로 도가니중에 구멍형성

   4Al + 3O2 = 2Al2O3                        ----(1) - 알루미늄캔이 녹아서 슬래그가 됨 (고온)

   C + O2 = CO2                                 ----(2) - 흑연 도가니 구멍형성 (고온)

 

2) 세라크울 용융 로벽에 비산되어 붙어 있음

: 세라크울의 SiO2와 Al2O3가 Al과 C공급으로 반응되어 슬래그로 용융됨

   2Al2O3 + 3C = 4Al + 3CO2             ----(4) - 흑연 도가니 구멍형성

   3SiO2 + 4Al  = 2Al2O3 + 3Si           ----(5) - 로벽의 비산된 Al과 단열재인 세라크울의 SiO2과 반응하여 녹아내림

 

5. 결론

 : 알루미늄캔 용해시, 흑연 도가니에 넣고 용해하지 말것

 : 철제 용기를 통해서 용해 (Al MP. = 659 ~ 660 섭씨온도

 

6. 참고 - 과거에 지인의 공장에서 수입된 알루미늄스크랩을 재활용하기 위해서 반사로에서 용해하던중 불꽃잔치 사고가 난적이 있습니다. 당시 로내에서 일어나는 불꽃잔치를 볼수밖에 없었다고 합니다. 워낙 화학반응(발열반응)의 불꽃이라 잡을 수가 없어서...다행이 인명피해는 없었습니다.