강의 제조법 제강법 금속재료기사 노트

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I. 제강법의 종류

1. 제강법의 분류
 1) 일반용강의 제조 : 전로제강법, 평로제강법
 2) 특수강의 제조 : 전기로제강법, 도가니로제강법

 

II. 전로제강법

1. 원료용선 중에 공기 또는 산소를 넣어 그곳에 함유한 불순물을 짧은 시간에 신속하게 산화시키고 이때 발생하는 산화열을 이용하여 외부로부터 열을 공급하지 않고 정련하는 방법으로 용량은 1회에 용해할 수 있는 최대 용량으로 나타낸다.

2. 원료선의 규격이 엄경하고 연료비가 불필요하며, 고철의 사용이 곤란하다.

3. 조업시간이 짧고 연속 및 일괄작업이 가능하며, 보통 강제조에 이용된다.

4. 강중에 N, P, O 등의 함유량이 많아 품질 조절이 곤란하다.

5. 종류에는 산성법 (노내 내화물이 산성)과 염기성법 (노내 내화물이 염기성)이 있다.

6. 전로 제강의 기술발전과정은 1956년 연산 50만톤의 평로로 출발한 인천중공업(현 현대제철)이 조강을 생산한 이래 1973년도에 포항제철에서 LD 전로제강법을 채택하였으며, 1976년에는 연주기를 도입하여 생산성이 획기적으로 향상되었다. 정련기능으로서 최초의 탈황조업과 진공처리에 의한 품질향상이 시도되었다.

 

III. 평로제강법

1. 축열식 반사로를 이용하여 선청을 용해 정련하는 방법으로 선철과 고철의 혼합물을 용해하여 탄소 및 기타 불순물을 연소시켜 강으로 만든다. 

2. 파쇠나 부피가 큰 재료를 그대로 용해할 수 있으며 값이 싼 고철을 이용한다.

3. 대량생산에 적합하며 노의 구조 및 설비가 비교적 간단하지만 열효율이 낮다.

4. 불순물이 섞이기 쉽고 가스의 영향이 비교적 크다.

5. 크기 : 1회 용해할 수 있는 최대량으로 표시한다.

 

IV. 전기로제강법

1. 전기 에너지를 열원으로 하는 저항식, 유도식, 아크식 전기로를 이용하여 양질의 강을 제조하는 방법이다.

2. Arc식이 가장 많이 사용되며 온도 조절 및 노내 분위기 조절이 용이하다.

3. 원료에 제한을 받지 않으며 고온을 얻고 용강의 산화방지 및 가스함량이 적다.

4. 주조용 금속의 용해 손실이 적고 쇳물의 성분 조절이 쉽고 인건비가 절감된다.

5. 크기 : 1회 용해할 수 있는 최대량으로 표시한다.

6. 용도 : 공구강, 특수강 등 합금원소를 정확히 첨가할 수 있어 양질의 강 제조에 적합하다.

7. 전기로 제강은 1963년 부산제철소의 연산 5만톤 규모로 가동한 이래 1970년대에는 2차 오일파동을 계기로 반응열을 활용한 산소부화, 탄소분을 포함한 부자재의 취입조업과 1980년대에는 제강시간을 상당히 단축시켰으며, 전력 원단위 또한 크게 감소시켰다.

전기로의 구조

V. 전기로와 고로의 차이점

1. 고로
1) 철광석과 코크스를 주 원료 및 에너지원으로 사용합니다.
2) 고로에서 철광석과 코크스를 녹여 C 함량이 높은 선철을 만들어내고, 이를 전로에 투입, 불순물을 제거하고 성분을 조정한 후 주조 과정을 거쳐 원하는 제품을 생산하는 방식입니다.
3) 설비투자비가 높고 넓은 장소가 필요하며 장시간에 걸쳐 대량의 용선을 생산합니다.
4) 불순물이 적은 청정강 제조에 용이합니다.
5) 이산화탄소 배출량이 많아 환경 issue를 많이 야기합니다.

2. 전기로
1) 광석을 원재료로 사용하는 고로와는 달리 이미 사용된 노폐스크랩을 주원료로 사용합니다.
2) 전기를 주 에너지원으로 사용하여 고철을 녹여내고 LF에서 성분을 조정한 후 주조 과정을 거쳐 원하는 제품을 생산하는 방식입니다.
3) 비교적 적은 투자비와 공간으로 설치가 가능합니다.
4) 공정시간이 비교적 짧아 수요에 대한 빠른 대응이 가능합니다.

 

VI. 파이넥스 공법 (FINEX, 직접제강법)

1. 포스코와 지멘스 VAI가 개발한 공법이다. 기존 용광로 공법과 달리 가루형태의 철광석과 일반 유연탄을 사용해 쇳물을 양산하는 기술로 원료 전처리 공정이 생략된다는 특징이 있다.

2. 포스코는 2007년 5월 말에 연간 생산량 150만 톤 규모의 파이넥스 상용화 설비를 가동하기 시작하였다.

파이넥스 공법 비교

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