전기공사기사 전기로 — 전극 조건·로의 종류와 가열방식

전극의 구비조건은 방향을 정확히 외워야 한다. 전기로의 전극은 뜨거운 로 안에서 피열물에 전류를 공급하므로 전기전도율이 커야 손실이 적고, 고온에서도 부러지지 않을 기계적 강도가 있어야 하며, 피열물과 화학반응을 일으켜 불순물이 되지 않아야 한다. 반면 열전도율은 열이 밖으로 새는 것을 막기 위해 작아야 한다. "전기는 크게, 열은 작게"로 묶으면 도전율을 작게 하거나 열전도율을 크게 쓴 선지가 바로 보인다.

전극 재질은 고유저항이 작은 쪽이 유리하다. 전류가 클수록 전극 저항에 의한 손실 P=I²R이 커지기 때문이다. 인조흑연 전극은 불순물이 적고 결정 구조가 고르게 흑연화되어 고유 저항이 가장 작으므로, 대전류가 흐르는 제강·제선용 전기로에 쓰인다. 천연흑연 전극과 무정형 탄소 전극은 순도와 흑연화 정도가 낮아 저항이 크다.

전기로의 가열방식은 세 가지다. 저항 가열은 도체에 전류를 흘려 생기는 줄열을, 유도 가열은 교번 자기장으로 금속 속에 유도전류를 일으켜 가열하며, 아크 가열은 전극 사이 아크 방전의 열로 녹인다. 유전 가열은 목재·고무 같은 절연체를 고주파 전계로 가열하는 방식이라 전기로의 가열방식에 들지 않는다. 저항로는 다시 피열물 자체에 전류를 통전하는 직접식과 별도 발열체의 열을 전달받는 간접식으로 나뉘며, 피열물에 직접 통전하는 방식이 직접식 저항로다.

로의 이름과 용도도 함께 외운다. 공기 중 질소를 얻는 질소 고정용 아크로는 파울링 로, 비르켈랜드-아이데 로, 쉰헤르 로이고, 에루 로는 철광석이나 고철을 녹여 강을 만드는 전기 제강로다. 로켓·터빈·항공기용 재료처럼 고순도가 필요한 분야에는 진공 중에서 아크로 용해해 공기 오염을 막는 진공 아크로가 적합하다.

전기로는 연료를 태우지 않아 연소가스와 재가 없으므로 불순물 혼입을 막을 수 있고, 고온에서 저온까지 광범위한 온도를 얻을 수 있으며, 전기량 조절로 정밀한 온도 제어가 가능하고 열효율도 높다. "열효율이 낮다"처럼 장점을 뒤집은 서술이 함정이다.