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 일관제철소 제조 공정도

[철광석과 소결 공정]

철광석은 보통 30 ~ 70%의 철분(Fe)을 함유한 광석을 의미한다. 좋은 철광석이란 철분이 풍부하고 황(S), 인(P), 동(Cu)과 같은 유해성분이 적으며 크기가 일정한 것을 들 수 있는데 이와 같은 이상적인 철광석은 그리 흔하지 않고 원산지에 따라 품질, 성분, 형상이 각기 다르므로 그대로 고로에 투입할 수는 없다. 따라서 고로조업에 투입하기 전에 품질을 고르게 하고 철광석 가루를 일정한 크기로 만들어 내는데, 이를 소결공정이라 한다.

[석탄(원료탄)과 코크스 공정]

코크스는 석탄을 코크스로(爐)에 넣어 1,000 ~ 1,300℃의 고온으로 장시간 구운 것으로 철과 산소의 화합물인 철광석을 고로내에서 녹이는 열원인 동시에 철분을 철광석에서 분리시키는 환원제로서 필수 불가결한 역할을 한다.

[제선공정]

고로(용광로)는 제철소의 상징이며 심장으로 일컬어 진다. 철광석(소결광), 코크스, 석회석은 고로 윗부분에 넣어져 서서히 아래로 떨어진다. 이때 코크스는 고로 밑부분에 유입되는 열풍에 의해 연소되는데 이 과정에서 발생하는 일산화탄소(CO)가 철광석과 환원반응을 일으키면서 쇳물이 생산된다. 즉, 코크스는 철광석을 녹이는 열원으로서의 역할과 산화철인 철광석에서 산소와 쇳물을 분리시키는 역할을 한다. 고로에 장입된 철광석이 쇳물로 나오기까지는 5 ~ 6시간 정도가 소요되고, 이때 쇳물의 온도는 1,500℃ 정도이다.

[제강공정]

고로에서 생산된 쇳물(용선)은 탄소(C) 함유량이 많고 인(P), 유황(S)과 같은 불순물이 포함되어 있어 부스러지기 쉽다. 이러한 쇳물을 강인한 강(鋼)으로 만들려면 탄소의 양을 줄이고 불순물을 제거하는 과정이 필요한데 이러한 과정이 제강공정에서 이루어진다. 제강공정은 용선예비처리, 전로제강, 2차정련이라는 세가지 과정으로 구분할 수 있다.
첫째, 용선예비처리는 쇳물에 포함된 불순물 인과 유황 성분을 제거하는 공정이다. 둘째, 전로제강공정은 전로에 쇳물을 부은 후 고압, 고순도의 산소를 불어넣어 탄소를 태우고 불순물을 없애는 공정으로서 철강의 기본적인 품질을 결정하는 공정이다. 마지막으로 2차정련은 최종제품 내부품질(성분, 재질 등) 요구조건에 맞게 제어하는 공정이다.

[연속주조 공정]

연속주조법은 제강공정을 거친 쇳물(용강)을 주형(Mold)에 주입하여 일정한 모양을 만들고 연속주조기를 통과하면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬래브나 블룸, 빌릿 등을 제조하는 방법이다.

[열간압연 공정]

압연이란 연속주조 공정에서 생산된 슬래브, 블룸, 빌릿 등을 회전하는 2개의 롤(Roll) 사이에 끼우고 롤의 간격을 점차 좁히면서 연속적인 힘을 가하여 늘리거나 얇게 만드는 과정을 말한다.
열간압연은 슬래브를 압연하기에 적당한 온도인 1,100℃ ~ 1,300℃까지 가열한 후 고객이 원하는 두께와 폭으로 압연하는 과정이다. 열연강판은 자동차, 건설, 조선, 파이프, 산업기계 등 산업 전분야에 없어서는 안될 중요한 소재이다. 열간압연 공정을 거쳐 완성된 열연 제품은 그대로 제품으로 판매되기도 하며, 일부는 냉연공장에서 가공되어 다양한 제품으로 생산된다.

[후판 공정]

열간압연 공정과 마찬가지로 슬래브 가열후 압연하는 동일한 공정을 거치게 되고 생산된 제품은 두께가 6mm ~ 200mm, 폭이 1,000mm ~ 4,500mm이며, 길이가 3m에서 최대 25m가 되는 두껍고 평평한 판이다. 이렇게 생산된 제품은 건축용, 교량용, 조선용, LNG 탱크용 등으로 사용된다.

[선재 공정]

막대기 모양의 빌릿을 가열한 후  27 ~ 29개의 압연기를 연속으로 통과시켜 단면을 축소하고 길이를 증대시키는 방식으로 철사모양의 선재가 생산된다. 선재는 스프링, 피아노선, 타이어의 소재, 볼트·너트, 베어링 등의 소재가 된다

[냉간압연 공정]

냉간압연이란 열연공정을 마친 열연강판을 화학처리하여 표면의 녹을 제거하고 상온에서 다시한번 압연하는 과정이다. 냉연강판은 두께가 얇고 표면이 미려하며 가공성이 뛰어나 자동차, 가전, 가구, 사무용품 등에 사용된다.

[소둔 공정]

냉간압연을 거치면 강판의 경도가 높아지고 가공성이 떨어지게 된다. 이러한 문제는 냉연 강판을 600℃ ~ 850℃로 가열하고 일정시간 유지시켜서 부드럽게 만들어 주는 소둔공정을 통해 해결할 수 있다. 소둔 공정에는 소량생산에 적합한 상자식 소둔법과 대량생산 적합한 연속식 소둔법이 있다.

[Tempering 공정]

[Pickling 공정]

[전기도금 공정]

전기도금 공정은 전류를 이용해 금속을 코팅하는 공정이다. 즉 도금하려는 금속(강판)을 음극으로 설정해 도금액을 넣고 전류를 통하면 도금액중의 금속 이온이 음극면으로 이동하는 전기 화학적 반응을 이용한 것이다. 주로 가전제품에 사용되는 아연-철 합금도금강판 및 아연-니켈 합금도금강판, 자동차 연료탱크 등에 사용되는 납-주석 합금도금강판 등이 있다.

[용융 아연도금 공정]

냉연강판을 녹아있는 아연 포트(Pot)에 통과시켜 아연을 한겹 입히는 과정이다. 아연도금강판은 대기중에서 극히 얇은 산화막을 형성, 강판 표면을 보호하며 녹발생을 방지한다. 그리고 가공성, 용접성이 뛰어나고 외관이 미려해 자동차, 가전, 건축 등의 용도에 사용된다.

[석도강판 공정]

전기도금 공정과 동일하나 도금소재가 주석인 점이 다르다. 석도강판은 주로 음료용 캔의 소재로 사용된다. 캔을 만드는 데 소요되는 에너지량은 알루미늄에 비해 8배나 적게 들고 분리수거 또한 철의 자성을 이용하기 때문에 재활용이 쉬워 환경보호에 적합한 소재이다.

[전기강판 공정]

첨단의 제조기술을 요구하는 고부가가치 제품인 전기강판은 제강공정에서 규소(Si)를 3% 정도 첨가한 강으로서 전자기적 성질이 우수한 강판이다. 전기강판에는 두가지 종류가 있는데 변압기 철심에 사용하는 방향성 전기강판과 모터에 사용하는 무방향성 전기강판이 있다.

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Last Updated:  2002-07-07 오후 02:15:28