현재의 주조산업은 생산기술에서 반듯이 필요한 금속 열처리 기술 중 하나로, 항공우주/항공, 무기, 기계, 전자, 석유, 화학, 에너지, 운송기계 등의 산업용 부품 및 부품 제조에 널리 사용됩니다. 

주조 산업에서 온도는 용해 과정에서 중요한 변수이며, 잘못된 온도 계측으로 인한 공정 제어는 제품 품질에 많은 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.

과거 기술의 공정 관리에서 온도 측정의 한계

주조 산업에서 용해 중 스케일 잿더미(scale cinders)가 쉽게 발생합니다. 
대부분의 온도 측정 솔루션은 계측 포인트 지점 기반으로, 정확한 계측을 위해서 산화된 영역을 피해야 하므로 구현이 복잡해지고 측정 오류가 크게 발생하여 정확한 온도 데이터를 얻기 어렵습니다.
그래서 주조 산업에서 용해 중 비접촉 온도 측정을 구현하는 것은 매우 어려운 일입니다.

열화상 솔루션: 주조 온도 측정 한계 해결

열화상 카메라 기술의 발전으로 용해 중 실시간 온도 측정이 가능해졌습니다. 
열화상 카메라는 물체 표면의 온도 분포를 감지할 수 있는 열영상 장치이며, 이 장치는 물체에서 방출된 적외선 복사를 가시적인 이미지로 변환하여 물체 표면의 온도 분포를 직관적으로 표시합니다.
주조 공정중 열화상 카메라는 주조물의 온도 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있어, 작업자들이 공정 매개변수들을 적기에 조정하여 주조 품질을 보장하는 데 도움을 줍니다.

주조 공정에서 열화상카메라 적용은 주로 다음과 같이 활용됩니다;

● 주조 온도 실시간 모니터링: 작업자는 열화상 카메라를 사용하여 주조물의 온도 변화를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 이를 통해 과열이나 과냉각과 같은 잠재적인 문제를 신속하게 식별하고 해결할 수 있어 주조 품질을 향상시킵니다.

● 주조 공정 최적화: 열화상 카메라에서 제공하는 온도 데이터를 기반으로 작업자는 더 나은 주조 결과를 위해 주입 속도 및 냉각 속도와 같은 주조 공정 매개변수를 조정할 수 있습니다.

● 주조 결함 예방: 작업자는 열화상 카메라를 사용하여 주조 중 발생할 수 있는 수축 공동 및 균열과 같은 잠재적 결함을 식별할 수 있으며, 이를 통해 예방 또는 수리를 위한 신속한 조치를 취할 수 있습니다. 

다이캐스팅 설비에 산업용 열화상카메라 기술 응용

1. 연속 주조 생산 공정 모니터링

연속 주조 생산 공정에서, 정련된 용강은 주 레들을 통해 회전식 턴테이블로 운반되며, 이 턴테이블은 지정된 주입 위치로 회전하여 용강을 턴디시에 붓습니다. 턴디시에 담긴 용강은 쇳물통로를 통해 여러 개의 결정기로 고르게 분배됩니다. 결정기는 연속주조기의 핵심 장치 중 하나로, 용강이 빠르게 응고되어 형태를 갖추도록 도와줍니다. 이후 장력 레벨러와 결정기 진동 장치가 협력하여 초기 응고된 빌렛(billet)을 당겨냅니다. 그런 다음 냉각과 전자기 교반 과정을 거쳐, 규격에 맞는 슬래브(slab)로 절단됩니다.

전통적인 공정 제어 방식에서는 온도 모니터링이 주로 숙련된 작업자가 빌렛의 색상을 관찰하는 방식에 의존합니다. 이 방법은 다소 주관적이며 오차가 크기 때문에, 제품의 일관성과 공정 제어 가능성이 요구되는 현대 연속주조 공정의 기준을 충족하기 어렵습니다.

현대의 지능적이고 데이터 기반의 온도 모니터링을 구현하기 위해, 고정형 고온 측정용 열화상 카메라가 연속주조기의 주요 “구간” 위치에 장착되어 설치합니다. 이 열화상 카메라들은 빌렛 표면의 온도를 실시간으로 고정밀 측정할 수 있으며, 동적인 열화상 이미지와 온도 그래프를 생성하여 작업자에게 직관적인 데이터 기반의 지원을 제공함으로써 공정 제어 능력을 향상시킵니다.

2. 레들 내화물 모니터링

내화물은 제철소의 레들 및 토페도카 등 핵심 장치에 널리 사용되며, 기계적 진동이나 고온 부식 등으로 인해 손상되어 수명이 단축될 수 있습니다. 내화물에 박리, 틈새, 균열 등의 현상이 점차 발생하게 되어, 이를 제때 감지하지 못할 경우 고온 열원이 누출되어 장치 및 주변 환경에 손상을 주고, 작업자의 안전에도 위협이 될 수 있습니다.

이러한 초기 위험 요소를 효과적으로 인식하기 위해, 고정형 열화상 카메라를 도입하여 관련 장치의 온도를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 시스템은 이상 온도 변화를 정밀하게 포착하고, 설정된 임계값을 초과할 경우 즉시 경고를 발생시킵니다. 열화상 이미지 및 온도 분포를 분석함으로써, 내화물이 초기 박리나 균열 단계에 있을 때 결함 지점을 감지하고 위치를 파악할 수 있습니다.

이러한 방식은 선제적인 위험 알림 경고를 가능하게 하여, 안전 위험 요소를 사전에 제거하고, 작업장의 생산 공정이 안전하고 지속적이며 효율적으로 운영되도록 보장합니다. 이를 통해 장치 고장 및 안전사고를 효과적으로 예방할 수 있습니다.

3. 레들 표면 온도 측정

주조 기계 설비중 레들은 쇳물을 이송하는 데 사용되는 핵심 용기로, 일반적으로 2주마다 교체됩니다. 레들은 사용 중 지속적으로 고온 환경에 노출되기 때문에, 온도가 비정상적으로 상승할 경우 레들 파손과 같은 심각한 안전사고로 이어질 수 있습니다. 따라서 레들의 수명 주기 전반에 걸친 실시간 온도 모니터링은 중요한 안전 관리 조치일 뿐만 아니라, 레들 구조 설계의 최적화 및 수명 연장에 필요한 데이터 지원을 제공합니다.

레들을 정밀하게 모니터링하기 위해, 관련 프로젝트 현장에서는 레들의 주요 이동 지점에 고정형 열화상 카메라가 설치하여 레들 온도 모니터링 시스템을 구축합니다. 이 시스템은 다음과 같은 핵심 기능을 갖추고 있습니다
; 지정된 구역을 통과하는 레들의 실시간 온도 모니터링, 영상 알고리즘을 활용한 해당 레들의 일련번호 식별, 그리고 일련번호와 온도 데이터를 해당 시점에 백엔드에 기록하여 레들 온도 변화에 대한 종합적인 분석을 수행할 수 있도록 합니다.

4. 회전식 소성로(Kiln) 외벽 및 내부 온도 측정

회전식 소성로, 킬른은 주조 공정에서 펠릿을 소성하는 핵심 장치로, 내부 온도는 일반적으로 1200°C 이상이며, 연소 구간에서는 1300~1400°C에 달합니다. 이러한 고온 작업은 내화물 및 구조 부품의 수명에 영향을 줄 뿐만 아니라, 제품 품질과 생산 효율을 결정하는 핵심 요소 중 하나입니다. 공정중 온도 제어가 적절하지 않으면 화재나 폭발과 같은 심각한 안전사고로 이어질 수 있습니다.

따라서 회전식 소성로의 내벽과 외벽 온도를 실시간으로 모니터링하고 온도 변화 추이를 진단하는 것이 매우 중요합니다. 이를 위해 고정형 열화상 카메라 시스템을 구축하여 회전식 소성로 외벽의 온도를 지속적으로 모니터링하고, 전체적인 열 분포 이미지를 확보할 수 있습니다. 이를 기반으로 국부적인 이상 온도 상승이나 내화물 탈락 현상을 제때 감지할 수 있습니다. 또한, 온도 이력 데이터베이스를 구축함으로써 운영 파라미터 최적화, 고장 예측, 장비 유지보수 등에 필요한 데이터 지원을 제공하여 회전식 소성로의 안전하고 안정적이며 지능적인 운영을 종합적으로 향상시킬 수 있습니다.

5. 제강 및 압연 공정에서 중판 모니터링

제철소에서 중판용 빌렛은 제강 및 압연 공정을 거치기 전까지는 완성되지 않은 상태이며, 엄격한 가열 및 압연 과정을 통해서만 품질을 갖춘 강판으로 변환될 수 있습니다. 중판 생산 과정에서 온도 제어는 중판 품질, 금형 수명, 생산 주기를 좌우하는 결정적인 요소로, 현대 제강 및 압연 기술에서 필수적인 기술적 조치가 되었습니다. 제강 및 압연 공정 중 온도 제어의 정밀도는 제품의 일관성, 압연기의 수명, 전체 생산 효율에 직접적인 영향을 미칩니다.

노 내의 온도 편차를 최소화하고, 슬래브의 온도 균일성을 향상시키며, 설비 수명을 연장하고, 에너지 소비 및 산화‧연소 손실을 줄이기 위해, 열화상 카메라가 생산 라인에 도입되어 노에서 나오는 슬래브에 대해 비접촉식 온도 측정을 수행합니다. 이 방식은 슬래브 표면의 각 영역에 대한 온도 분포를 효과적으로 포착할 수 있으며, 열화상 데이터를 분석함으로써 온도 불균일의 원인을 정확히 식별하고 가열 공정 파라미터를 최적화하여 안정적인 중판 품질을 확보할 수 있습니다. 이는 효율적이고 친환경적이며 지능화된 제강 및 압연 공정을 강력히 지원합니다.

6. 강판 가공 모니터링

제철소의 압연 생산 라인에서 강판은 완제품의 길이, 너비, 두께에 따라 소성 변형 처리를 거쳐야 합니다. 이 과정에서는 완제품 품질을 확보하기 위해 강판의 평탄도, 기하학적 치수, 표면 곡률 등을 지속적으로 모니터링해야 합니다.

현재 현장에서는 주로 비전 카메라가 노출 조정 기술을 활용해 강판의 평탄성과 균일도를 판단하고 있습니다. 그러나 압연 후 반복적인 수냉 처리가 필요하기 때문에 현장에는 수증기와 증기가 다량 발생하여 비전 영상 촬영에 심각한 방해를 주며, 강판의 윤곽을 정확히 포착하기 어렵게 만듭니다. 또한, 강판 온도가 점차 낮아지면서 고정된 노출 조건에서는 영상의 밝기가 크게 저하되어 이미지 선명도와 탐지 정확도에 부정적인 영향을 미칩니다.

이러한 이유로, 전통적인 비전 기반 영상 방식은 고온‧다습한 복잡한 환경에서 명확한 한계를 드러냅니다. 따라서 고온 산업 현장에 보다 적합한 시각 인지 기술을 도입하여, 강판 상태에 대한 안정적인 모니터링과 지능형 인식이 시급히 요구되고 있습니다.

7. 다이캐스팅 금형 온도 측정

다이캐스팅은 용융 금속을 고압으로 복잡한 형상의 금형 캐비티에 주입하여 성형하는 정밀 금속 주조 공정입니다. 다이캐스팅 설비는 이 공정에 사용되는 장비로, 고압 하에서 용융 금속을 금형에 주입하고 냉각 및 성형을 거쳐 금형을 열면 고체 금속 주물이 얻어집니다. 금형 온도가 불균일하거나 부적절할 경우, 제품 결함, 이젝션 시 변형, 균열, 금형 들러붙음, 표면 요철, 수축공, 기공 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 금형 온도 차이는 충전 시간, 냉각 시간, 분사 시간 등에 다양한 영향을 미칩니다.

열화상 카메라는 이형제 분사 전후의 금형 온도를 비접촉 방식으로 모니터링할 수 있어 금형의 온도 상태를 정확히 파악할 수 있습니다. 모니터링된 과거 데이터를 비교 및 분석함으로써 잠재적인 위험 요소를 조기에 식별할 수 있습니다.

8.다이캐스팅 모니터링과 PLC 연동 

자동차 제조 공정 중 엔진 및 차체 제조에는 고온 주조 공정이 포함되며, 부품 품질을 보장하기 위해 다이캐스팅 전후 금형 온도를 모니터링하는 것이 필수적입니다. 여기에는 다이캐스팅 전 금형 온도와 수분 분사 냉각 후 금형 온도 모니터링이 포함됩니다. 현장 장비와 다이캐스팅 PLC 연동을 통해 금형 온도를 실시간으로 모니터링하고, 완전 자동화된 다이캐스팅 생산 라인을 구현할 수 있습니다. 동시에 금형 생산 전반의 온도 이력을 기록할 수 있습니다.

앞단에는 온라인 열화상 카메라가 설치되어 있으며, 열화상 카메라의 데이터는 네트워크 프로토콜을 통해 수신됩니다. 후단 프로그램을 통해 열화상 카메라는 PLC와 연동되어 다이캐스팅 전후의 현재 상태를 확인하고, 장비 단에서 온도 데이터를 수신하여 판단합니다. 대형 화면에서는 최근 두 사이클의 다이캐스팅 전후 온도 및 열화상 이미지가 표시되어 작업자가 한눈에 온도 변화를 파악할 수 있도록 합니다.

9. 기계 동력 설비 온도 모니터링

기계 동력 분야의 모터, 팬, 펌프, 압축기 등 장비에는 일반적으로 베어링, 기어, 벨트, 커플링 등의 전달 부품이 포함되어 있으며, 이들은 마찰을 통해 설비에 에너지를 전달합니다. 이 경우 장시간 작동 시 마찰로 인한 발열이 발생하게 되며, 온도가 안전 임계값을 초과하면 설비 손상뿐만 아니라 에너지 낭비와 안전사고로 이어질 수 있습니다.

열화상 카메라는 비접촉식 온도 모니터링 도구로서, 설비를 정지하지 않고도 베어링 불량 정렬, 윤활 불량, 벨트 슬립, 풀리 위치 이탈 등 잠재적인 결함을 정밀하게 감지할 수 있습니다. 실시간 영상 제공을 통해 고온 지점을 신속하게 파악할 수 있어, 운영 및 유지보수 인력에게 직관적이고 효과적인 의사결정 근거를 제공하며, 마찰 감소, 동력 전달 효율 향상, 에너지 절감 및 배출 저감에 기여합니다.

또한, 열화상 카메라는 여러 핵심 모니터링 공정에서 기존 방식에 비해 뚜렷한 장점을 보입니다. 저널 온도 모니터링에서는 고속 회전 부품에 접촉하지 못해 온도를 측정할 수 없던 기존의 한계를 극복하고, 베어링 과열로 인한 결함 위험을 조기에 식별하여 생산 중단을 예방할 수 있습니다. 베어링 균열 감지에서는 육안으로 식별이 어려운 미세 균열까지 포착해 조기 경보가 가능하며, 모터 절연 불량 모니터링에서는 온도 임계값 설정을 통해 실시간 알림 경보를 제공해 방열 불량이나 절연 이상 등의 문제를 사전에 대응하고, 중대 안전사고를 예방할 수 있습니다.

10. 마찰 용접 온도 모니터링

마찰 용접은 기계 주조 산업에서 널리 사용되는 용접 방식입니다. 그러나 현재까지는 용접 중 용접 부위의 온도를 직관적이고 효과적으로 파악할 수 있는 방법이 적으며, 숙련된 작업자가 오로지 경험에 의존하여 작업을 수행하고 제어하는 경우가 많습니다. 이는 장기간의 경험 축적이 필요할 뿐만 아니라, 온도 편차가 크게 발생하기 쉬워 용접 품질을 안정적으로 보장하기 어렵습니다. 따라서 용접 품질을 확보하기 위해서는 용접 부위의 온도를 직관적으로 관찰하고, 용접 온도를 시기적절하고 정확하게 파악하는 것이 특히 중요합니다.

비접촉식 열화상 카메라를 통해 원격으로 용접 부위의 온도를 실시간으로 모니터링함으로써 정밀한 온도 제어가 가능해지고, 최적의 용접 품질을 달성할 수 있으며, 생산 효율도 향상됩니다. 이 방식은 기존 측정 기법의 한계를 극복할 수 있는 효과적인 대안이 됩니다.

11. 크롬-몰리브덴 합금강 라이너의 냉각 온도 모니터링

크롬몰리브덴합금강 라이너는 기계 주조 산업에서 흔히 사용되는 핵심 원자재로, 내마모성 라이너와 볼 밀(ball mill)의 실린더 사이에 보강재로 널리 적용됩니다. 이 라이너는 콘(cone)을 지지하고 장비를 보호하며, 파쇄된 광석의 충격을 완화하는 역할을 합니다. 효과적인 설계를 통해 장비 진동을 줄이고 수명을 연장할 수 있습니다. 라이너는 가열로에서 배출된 후 냉각 처리를 위해 냉각 구역에 배치됩니다. 그러나 기존의 수동 온도 측정 및 분사 냉각 방식은 비효율적이며 인력 소모가 크고, 고온 환경에 장시간 노출될 경우 작업자의 건강에도 해로울 수 있습니다.

전통적인 고정형 파이로미터 스팟 온도 측정 장비와 달리, 열화상 카메라는 보다 직관적인 시각적 온도 분포 이미지를 제공하며, 작업자가 실시간으로 라이너의 온도 상태를 추적할 수 있도록 도와줍니다. 비접촉식 온도 모니터링을 통해 라이너 표면 전체의 온도 변화를 종합적으로 감지할 수 있으며, 이로 인해 과열이나 냉각 불균일 등의 문제를 제때 식별할 수 있습니다. 냉각 공정을 최적화함으로써 냉각 효율을 높이고, 노동 강도를 줄이며, 작업자의 안전을 효과적으로 보장할 수 있습니다.

12. 3D 프린팅 온도 모니터링

3D 프린팅 기술, 또는 적층 제조(additive manufacturing)는 새로운 형태의 기계 주조 공정으로, 디지털 모델 파일을 기반으로 금속 분말이나 플라스틱과 같은 접합 가능한 재료를 사용하여 층층이 적층함으로써 물체를 제작하는 기술입니다. 프린팅 과정에서의 온도 제어는 재료의 접합 성능, 적층 특성, 프린팅 정밀도에 결정적인 영향을 미칩니다. 온도가 너무 낮으면 재료의 점도가 높아지고 압출 속도가 느려지며, 반대로 온도가 너무 높으면 재료가 액상화되어 점도가 낮아지고 유동성이 증가하면서 압출 속도가 지나치게 빨라져 필라멘트를 정밀하게 형성하기 어렵게 됩니다. 따라서 3D 프린팅 중 온도를 정확하게 제어하는 것이 특히 중요합니다.

프린팅 과정 중, 열화상 카메라는 비접촉식 온도 측정 도구로서 실시간이고 정밀한 온도 모니터링이 가능하여, 3D 프린팅 공정 전반에 걸쳐 안정적이고 정확한 온도 제어를 지원합니다. 특히 프린트 헤드와 프린트 베드와 같은 핵심 부위의 온도 변화를 종합적으로 모니터링할 수 있어, 온도 변화로 인한 프린팅 결함을 사전에 방지하고 제품 품질과 프린팅 효율을 향상시키는 데 기여합니다. 이는 3D 프린팅 기술의 정밀화 및 지능화 발전에 크게 이바지합니다.

13. 가공 선반의 안전 모니터링

절단기, 롤러 등과 같은 장비는 종종 작업자가 수동으로 부품을 투입해야 하며, 가공 중 작업자의 손이 가공 영역에 근접하게 됩니다. 이러한 장비는 작업 시작 및 정지를 자동으로 판단할 수 없기 때문에, 투입 위치가 조금만 어긋나도 작업자가 부상을 입을 위험이 큽니다.

이 문제를 해결하기 위해 기존에는 현장에 다수의 라스터(광센서) 장치를 설치하곤 했습니다. 물체가 라스터 감지 영역에 들어오면 송수신 장치가 이를 인식하고 자동으로 제어 신호를 출력하여 장비의 전원을 차단합니다. 하지만 이러한 라스터 장치는 부품과 작업자의 신체를 구분할 수 없어, 작업자가 부품을 투입할 때마다 자주 감지되어 장비가 자주 멈추게 되고, 이는 생산 효율을 저하시키며 작업자 보호에도 한계가 있습니다.

이러한 기존 솔루션을 최적화하기 위해 열화상 카메라를 도입하면, 그 작동 원리 덕분에 기존의 라스터 장치를 효과적으로 대체할 수 있습니다. 열화상 카메라는 현장에서 부품과 인체 간의 온도 차이를 감지하여, 작업자의 손이 위험 구역에 접근했는지를 판단할 수 있습니다. 안전 경고 구역을 설정하고, 온도 측정 라인 및 영역을 통해 실시간으로 온도 변화를 모니터링할 수 있습니다.

만약 작업자가 실수로 손을 측정 구역에 넣고, 해당 부위의 온도가 설정된 안전 임계값(예: 34°C)을 초과하면, 열화상 카메라는 알람을 발생시키고 I/O 신호를 통해 PLC 제어 시스템에 연결하여 장비를 자동으로 정지시킵니다. 이 조치는 가공 중 작업자의 안전을 크게 향상시켜, 잠재적인 사고를 예방하는 데 큰 역할을 합니다.

기계 주조를 위한 Raythink 열화상 카메라의 장점 

1. 스마트 점검 및 고장 조기 알람 경보

Raythink 열화상 카메라는 전문 온도 측정 도구와 결합되어, 사용자가 원하는 모니터링 구역을 자유롭게 선택하고, 가장 높은 온도 지점을 자동으로 감지하여 정기 점검을 수행할 수 있습니다. 열화상 이미지 비교를 통해 측정 대상 장비의 손상을 조기에 발견할 수 있으며, 관련 작업자에게 알림을 제공하거나 자동화 장비와 연동하여 제어가 가능합니다.

2. 데이터 분석 및 예방 정비

온도 임계값, 지속 시간, 샘플링 간격 등을 설정하여 자동으로 데이터를 수집할 수 있습니다. 열화상 카메라는 측정 대상 장비의 외벽 온도장을 측정하며, 이를 기반으로 주조용 보일러 외벽 온도와 내화물 내층의 부식 간 선형 관계를 분석합니다. 이 분석 결과는 정비 계획 수립의 참고 자료로 활용되어, 예지 정비를 가능하게 합니다.

3. 유연하고 간편하며 유지보수 비용이 저렴

Raythink 열화상 카메라는 유연하고 간편한 운영이 가능하며, 고정 플랫폼 설치나 케이블 포설과 같은 초기 설치 공사가 필요 없습니다. 장비 유지보수 비용 또한 상대적으로 낮아 경제적입니다.

4. 자체 개발 및 편리한 시스템 통합 

Raythink는 감지기부터 모듈, 완성품까지 모든 하드웨어 제품을 자체 개발하며, ONVIF, MODBUS, MQTT 등 다양한 네트워크 프로토콜을 지원하여 시스템 통합이 용이합니다. 또한, Raythink는 자사 장비 접속 및 관리를 위한 클라우드 플랫폼 소프트웨어 VIS-3000을 개발하였습니다. 이 소프트웨어는 Raythink와 타 제조사의 온라인 모니터링 장비를 Raythink 전용 프로토콜, GB28181, ONVIF, MQTT 등을 통해 통합 관리할 수 있어, 대규모 LAN 환경에서의 장비 접속에 적합합니다.

실제 프로젝트 적용 사례 1: 다이캐스팅 제조사의 효율성 향상 

프로젝트 개요

다이캐스팅 생산 과정에서 금형 온도 제어는 핵심 공정 요소 중 하나입니다. 
금형 내부의 온도가 안정적으로 유지되어야 주조 품질, 생산 효율, 금형 수명에 긍정적인 영향을 주며, 이는 생산 비용과 경제적 수익성에도 직결됩니다. 금형 온도가 요구 범위를 벗어날 경우, 제품의 외관 및 내부 품질에 문제가 발생하여 생산 효율이 저하될 수 있습니다.

문제점; 

● 온도가 너무 높을 경우: 금형에 손상, 기포 등의 결함이 발생하며, 냉각 시간이 길어져 생산성이 떨어짐.

●온도가 너무 낮을 경우: 콜드 셧(cold shut), 미성형(misrun), 기공(pore) 등의 결함이 발생하여 품질 저하.

또한, 다이캐스팅 금형은 고온‧고압 환경에 지속적으로 노출되기 때문에 온도장의 불안정성은 주기적인 열팽창과 수축을 야기하며, 이는 금형의 수명을 단축시키고 생산 효율에 심각한 영향을 미칩니다.

고객 요구사항 

열화상 온도 측정: 다이캐스팅 후 이형제 분사 종료 시점에서 금형의 온도를 측정하며, 적외선 열화상 이미지를 통해 금형 온도 분포의 균일성을 파악합니다. 이를 기반으로 엔지니어가 금형 온도에 따라 다이캐스팅 기계의 파라미터를 쉽게 조정할 수 있습니다.

온도 임계값 트리거: 온도 임계값, 시간, 지속 시간을 설정하여 자동으로 데이터를 수집하고 온도 곡선을 생성합니다. 냉각 이상 시에는 실시간으로 온도 알람이 발생하며, 온도 변동 곡선이 생성되어 엔지니어가 온도 변화를 추적할 수 있습니다.

솔루션

●적외선 열화상 기술을 활용한 온도 모니터링 시스템을 도입합니다.
 -이상 온도 발생 시, 열화상 카메라는 알람 신호를 PLC 시스템으로 전송하고,
 -PLC는 로봇을 제어하여 자동으로 분사 작업을 수행하고
 -냉각을 위해 분사 시간을 자동 연장합니다.

●이 시스템은 수동 개입 없이 자동 냉각 제어를 가능하게 하여
 -금형 온도를 요구 범위 내로 유지하고,
 -생산 효율 향상과 금형 수명 연장이라는 두 가지 목표를 동시에 달성합니다.

성과 요약

이 솔루션을 통해 다이캐스팅 제조사는 보다 안정적인 품질 확보와 생산 라인의 자동화 수준을 높일 수 있으며, 유지보수 비용 절감 및 제품 불량률 감소 등의 효과를 실현할 수 있습니다.

실제 프로젝트 적용 사례 2: 회전식 소성로의 온도 모니터링

프로젝트 개요

킬른에서 가장 고온인 구간은 연소 구역이며, 특히 소성로 헤드 부근의 내벽이 가장 높은 온도를 기록합니다. 소성로가 장시간 가동되면, 고온과 클링커의 마찰로 인해 내벽 내화물이 점차 얇아지고 탈락하기도 합니다. 이로 인해 관벽의 온도가 급격히 변화하고, 소성로 내부 온도 분포가 불균일해져 소성로의 안정적인 작동이 어려워집니다.

●온도가 너무 높을 경우: 과소성(over-calcination)이 발생

●온도가 너무 낮을 경우: 미소성(under-calcination)이 발생
이 두 가지 모두 이상적인 소성 결과를 얻을 수 없으며, 품질 및 에너지 효율에 악영향을 미칩니다.

문제점

● 기존의 수동 점검은 예외 상황을 발견하기 어렵고, 소성로의 안전 제어에 한계가 있습니다.
● 소성로는 크기가 크고 지속적으로 회전하기 때문에, 수동 점검이 어렵고 누락이 발생하기 쉽습니다.
● 단일 지점 파이로메터 온도 측정 방식은 결함을 놓칠 가능성이 높고, 대응도 늦어질 수 있습니다.

열화상 기반 솔루션

● 열화상 카메라를 이용하여 회전식 소성로 외벽의 온도를 365일 실시간 모니터링합니다.
● 온도 변화 추이 분석 및 이상 징후에 대한 알람 시스템을 통해 수동 점검을 대체합니다.
● 촬영된 열화상 이미지와 온도 데이터는 실시간으로 제어실에 전송되어, 문제를 사전에 감지‧대응하고 알림을 트리거할 수 있습니다.

적용 설명

회전식 소성로의 헤드에서는 연료가 분사되며, 연소를 통해 생성된 배기가스는 재료를 통과한 뒤 배출구로 나갑니다.
● 소성로 헤드(연소 구역): 냉각 위치 온도는 최대 1400°C에 도달
● 소성로 배출구(배기 구역): 온도는 약 500~800°C 수준

열화상 카메라는 이러한 온도 분포와 연소 상태를 실시간 시각적으로 모니터링하며,
●연소 상황의 이상 유무를 파악하고,
●온도 이력 데이터를 저장하여 과거 추이 분석 및 유지보수 판단 기준으로 활용할 수 있습니다.

성과 요약

이 시스템은 수동 점검의 한계를 보완하여,
●소성로 효율 향상
●장비 수명 연장
●에너지 절감
●생산 안전성 확보
를 동시에 실현할 수 있으며, 스마트 팩토리 운영의 기반으로도 활용될 수 있습니다.