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고기능 二相 스테인레스강

고기능 二相 스테인레스강은 일반적으로 듀플렉스(Duplex) 스테인레스강이라 불린다. 이 강은 스테인레스강의 화학성분과 가공열처리를 조절해 오스테나이트상과 페라이트상 조직을 각각 50%씩 점유, 單相조직으로는 얻을 수 없는 우수한 특성치를 보유하고 있다. 고기능 二相 스테인레스강은 일반적으로 스테나이트계 스테인레스강에 비해 △질소 절약형이어서 경제적이며 △결정입자가 미세해 매우 높은 강도를 얻을 수 있고 △열팽창 계수가 작아 설계시 유리하며 △크롬, 몰리브덴, 질소를 첨가하므로 응력부식, 틈새부식, 공식 등에 매우 강한 특성을 지니고 있다. 이 강은 성분계에 따라 일반 듀플렉스강과 슈퍼 듀플렉스강으로 나누는데, 크롬(%)+3.3×몰리브덴(%)+16×질소(%)로 환산되는 PRE(Pritting Resestance Equivalent) 지수가 40을 초과하면 후자로 분류한다. 현재까지 상품화된 대표적인 제품으로는 23Cr-4Ni-O.15N(SAF2205),25Cr-7Ni-3.5Mo-0.25N(SAF 2507) 등이 있다. 듀플렉스 스테인레스강은 부식에 강한 만큼 탄소황, 질소 등 잔류성분 제어, 고질소첨가상 주조, 냉각시 석출물제어, 사용온도 제한 등 매우 까댜로운 제조기술을 요구하기 때문에 현재 유럽지역 스테인레스 제조업체를 중심으로 상용화가 이루어지고 있는 실정이다. 우리나라에서도 듀를렉스 스테인레스강의 강한 耐부식 특성 때문에 냉각수로 해수를 사용하는 발전설비 냉각라인, 탈류설비 (Flue Gas Desulpgurization), 석유화학 설비 등에 적극 활용할 계획으로 있다.

경량고철

경량고철은 소재 두께 3㎜ 이내의 고철로 생활용품류, 농기구류, 사무용집기류, 건축폐자재류, 경량구조물 등이 포함된다.

강편

강괴로부터 분괴압연기, 강편압연기 또는 열간단조로서 제조되어 열간압연의 강판, 강대, 선재, 봉강, 형강, 평강 및 무계목강관과 주조품의 각 제조공정에 공급되는 소재. 단면의 모양 및 치수에 따라서 슬래브, 블룸, 빌릿 또는 시트바라고도 한다. 강편은 분괴 압연기, 강편 압연기에 의해 열간 압연으로 제조되는데 특수강의 경우 등 드물게는 해머, 프레스 등의 열간 단조로 제조된다. 슬래브는 후판, 스트립용 강편으로 두께 50~300mm, 폭 500~1,800mm, 블룸과 빌릿의 구별은 주로 치수의 차이에 의해 블룸은 정방형이나 약간 장방형의 단면으로 130 130mm~250 310mm, 빌릿은 대부분 정방형으로 50 50mm~110 110mm 범위이다. 또한 강편 압연기로 압연된 것을 형상과 크기에 관계없이 빌릿이라고 부르는 경우도 있다. 환강편은 무계목 강관의 압연에, 조형 강편은 대형 I빔, H형강, 강시판 등의 압연에 각기 이용되는 특수 형상의 강편이다. 강편은 분괴 압연기로 압연되는데, 소강편의 경우는 분괴 압연기와 마무리 압연기 사이에 강편 압연기를 두고 압연하는 경우도 있다.

강판

평평하게 열간압연 또는 냉간압연된 강철로서 평판상으로 절단된 강재, 강대로부터의 자른 판도 포함한다. 두께 3mm를 경계로 후판과 박판으로 대별된다. 3mm이하인 박판류에 속하는 강판은 품종이 많고 규소강판, 후프 등도 두께면에서는 대부분 박판에 속한다. 함석판, 아연철판 등의 도금강판 외에 스트립 밀에 의한 박판의 품질 향상에 수반해 각종 특수피막 강판, 표면처리강판, 경량형강 등 박판을 원판으로 하는 강판 품종은 점점 더 다양화되고 있다.

강을 만드는법

강을 만드는데에는 전로, 전기로, 평로에 의한 세가지 방법이 있으며, 주원료로는 선철과 고철을 사용한다. 전로는 1856년 베세머가 산성전로법을 발명하였고, 1877년 토마스가 염기성 전로법을 발명하여 발전하였다. 현재 가장 많이 사용하고 있는 순산소상취전로법은 1952년 오스트리아의 페스트사가 개발한 것인데 LD전로법이라고 한다. 이공정은 초음속의 순산소를 용선에 불어넣어 약 20분 이내에 급속히 정련시키는 방법으로 주로 선철과 소량의 고철을 사용한다. 전기로는 전열을 이용하여 강을 제조하는 것으로 전기양도체인 전극에 전류를 통합함으로써 고철과의 사이에 발생하는 아크열에 의해 산화정련하는 아크로와, 도가니 주위에 감은 코일에 전류를 통합함으로써 유도전류에 의한 저항열로 유도로의 두가지 종류가 있다. 따라서 전기로는 제강시 막대한 전력이 소모되기 때문에 전기로 공장내에는 고전압 수전설비가 필요합니다. 한편 1980년대 후반부터는 직류전기로가 개발되어 `90년대부터 보급이 확산되었다. 직류전기로는 기존의 교류 전기로에 비해 전극의 소모량이 적고 소음발생과 가스배출이 적어 경제적인 면에나 환경적인 면에서 여러 가지 장점이 있다. 평로는 용해실이 평탄한 선저형을 이루고 있으며, 지멘스가 고안한 것인데 고철과 용선을 모두 연료로 사용하고 있으나 정련시간이 길고 열효율이 낮아 세계적으로 점차 전기로나 전로법으로 대체되어 잘 사용되고 있지 않다.

강반제품

강괴 가운데 일부는 그대로 강재나 단강품 등 최종 제품으로 가공되는 것도 있지만 대부분 분괴압연기를 거쳐 압연, 단조, 프레스의 다음공정에 적당한 크기나 모양으로 압연된다. 강반제품은 분괴, 조압연된 중간단계의 소재를 총칭하며, 용도에 따라 각종 강재의 재료가 되는 블름 및 빌릿, 강판의 재료가 되는 슬래브, 쉬트바(Sheet Bar), 틴바(Tin Bar), 틴바인코일(Tin Bar in Coil), 강판 재료로 사용되는 스켈프 후프, 관제 봉강 등이 있다. 빌릿은 단면이 거의 정방향이며, 한변의 길이가 130mm 이하의 강편 또는 단면이 원형의 강편으로 각형각괴 또는 블룸을 분괴, 조압연하여 만들거나 연속주조하여 만든다. 단순압연 업체들은 빌릿으로 소형의 조강류, 선재를 만들기 때문에 사용량이 많은 제품이다. 블름은 단면이 거의 정방향 또는 긴변이 짧은 변의 약 2배 이하의 직사각형으로 보통 한변의 길이가 130mm를 초과하는 강편이다. 용도는 대부분 압연공장에서 대형, 중형 조강류로 압연되지만 일부는 다시 분괴, 조압연하여 빌릿, 시트바, 등 소형의 반제품으로 만들어 진다. 슬래브는 연속주조에 의해 직접 주조하거나 편평강괴 또는 블름을 조압연한 것으로 단면은 장방형이고, 모서리는 약간 둥글다. 치수는 보통 50mm를 초과하고, 폭은 두께의 약 2배이상의 강편으로 강판 및 강대의 압연소재로 소재한다. 쉬트바는 각형강괴 또는 블름을 분괴, 조압연한 것으로 판을 옆으로 절단한 것과 같은 모양의 가늘고 긴 형태로 되어 있다. 단면는 직사각형이고, 두께는 45mm이하 폭은 250mm 정도의 강편으로 박판, 규소강판 등 박판류의 재료로 사용된다. 이외에도 반제품에는 블룸을 분괴, 조압연하여 석도원판의 재료로 쓰이는 틴바, 석도원판용 소재를 연속 압연하여 코일 모양으로 감은 틴바인코일, 용접강관의 소재인 스켈프, 띠모양으로 절단가공하여 감아 놓아 포장용에 사용하는 후프 등이 있다.

강널말뚝(쉬트파일)

강널말뚝은 양쪽 가장자리에 수밀성의 이음매를 가지며, 물 또는 토양 등의 칸막이벽을 구성하기 위해 열간압연한 강재이다. 널말뚝이라는 용어는 영어의 "Sheet Pile"을 우리말로 번역한 것이고, 일본에서는 옛날 목판의 끝을 화살 모양으로 잘라내어 산사태 방지 등 토목용으로 사용된 강시에서 유래하여 강시판이라고도 부른다. 강널말뚝이 사용되기 이전에는 나무말뚝으로 소규모 혹은 임시가설공사 등에 사용되었다고 한다. 그러나 나무말뚝은 강도나 내구성 등에 결점이 많아 사용하기가 불편했다. 이런 결점을 보완한 것이 바로 철근 콘크리트 널말뚝과 강재 널말뚝이었다. 강널말뚝은 1900년초 덴마크에서 처음 만들어진 것으로 알려져 있으나, 1930년대까지 콘크리트 널말뚝이 많이 사용되었다고 한다. 그러나 철근콘리리트 널말뚝도 무게가 무겁고, 취급이 용이하지 못하며, 널말뚝 사이의 연결부가 약하여 그 이후부터는 강재 널말뚝이 많이 사용되었다. 강널말뚝은 단면의 모양에 따라 가설용 토류벽에 많이 사용하는 U형, 셀형 안벽이나 가물막이 공사에 적합한 직선형, 강널말뚝과 H형강을 조합하여 강성을 증가시킨 조합형 널말뚝 등이 있다. 강널말뚝은 공사를 성토할 때 또는 지표면 이하에 구조물을 만들어야 할 때 토압 및 수압을 안전하게 지지해 주는 역할을 하기 때문에 건축공사시 많이 사용되며, 임시 가설공사나 영구 구조물용으로 사용된다. 우리나라에서는 난지도 및 수도권 쓰레기 매립장과 낙동강 구미제 제방보강공사, 대천항, 오천항 항만공사에 강널말뚝이 많이 사용되었으며, 가시설 공사로는 경부고속철도 등에 사용되었다.

강을 학술적으로 탄소를 0.035~1.7% 포함한 것이다. 강은 선철을 제강로에 넣어 탄소나 기타 성분을 감소시켜 정련한 것이다. 강은 가공성이 양호하고 외력에 견디는 힘이 강하다. 강에는 다른 금속원소가 많이 포함되지 않고 탄소만 포함된 것을 탄소강 또는 보통강이라 하고, 니켈, 크롬 등 특수합금 원소가 포함된 것을 특수강 또는 함금강이라 한다.

내열강

내열강은 고온도하에서 잘 견디고 강도를 유지하기 위하여 크롬, 니켈, 몰리브덴, 텅스텐, 코발트, 망간, 규소 등을 첨가한 고합금강을 말한다. 고온도라해서 몇℃ 이상부터 내열강이란 하는 것은 학술적 근거는 없지만 공업적으로는 350℃ 이상을, 화학 성분상으로는 4%Cr 이상의 강을 대상으로 하는 것이 보통이다. 내열강에서의 구성원소중 가장 중요한 것은 크롬이다. 크롬은 안정한 산화피막에 의해 고온에서 산황에 견디는 성질을 강하게 하며, 보통 15~30% 정도의 것이 주로 쓰인다. 니켈은 안정된 오스테나이트를 만들고 인성을 향상시키며, 몰리브덴과 텡스텐은 고온강도를 향상시키는 역할을 한다. 내열강은 부식에 강해야 하며, 고온에서 필요한 기계적 성질과 물리적 성질을 가져야 하며, 주조성, 절삭성 등 적당한 가공법에 의해 최종제품으로 가공하기 쉬워야 하는 성질이 요구되고 있다. 내열강은 보통 온도, 화학성분 등 용도의 조건에 따라 여러가지 강종으로 나누어져 있다. 350~650℃ 정도에 사용되는 보일러 등 기타 보온기기용 합금강, 일반스테인리스강부터 고온용도(750~1,150℃)로는 내열기관의 밸브, 배기 터빈의 연소실 등에 이용되는 고 Si-Cr계, 고Cr-Ni계, 또한 크롬, 니켈, 코발트를 각각 20%를 함유하고 있는 Cr- Ni-Co계 등이 있다. 특히 합금원소의 총량이 약 50%를 넘는 것을 우리는 일반적으로 초내열합금, 내열합금, 또는 초합금이라 부르며, 제트엔진 등에 사용한다.

담금질

담금질은 탄소강을 탄소의 함유량에 따라 적당한 온도로 가열한 다음 물 또는 기름속에서 급랭시키는 작업을 말한다. 담금질 열처리시 강은 높은 경도를 얻을수 있는데 이것은 변태점 이상으로 가열하면 강은 오스테나이트 조직이 되고, 급냉하면 마르텐사이트라는 조직으로 상변태가 일어나기 때문이다.

단강품

단강품은 강괴, 빌릿 등 소재를 가열하여 프레스 또는 해머로 누르거나 두들겨서 만든 강으로 압연강재나 주강품보다 강도면에서 우수하며, 일반적으로는 적당한 열처리를 한 후에 사용된다. 단강품은 제조할 때 용도에 적합하도록 화학성분을 고려하여 정련해야 함으로 강괴 자체부터 특별한 관리가 요구된다, 따라서 불순물이 많은 강괴 상하 30% 정도를 절단하고, 표면의 흠을 미리 제거한 후에 단조하기 때문에 실수율이 낮은 단점이 있다. 단강품은 강도를 요하는 자동차, 선박, 철도차량의 부품, 압연용기 및 부품 등에 각각 사용된다.

내식성

어떤 환경에 있어서의 부식작용에 견디는 성질.즉, 부식(corrosion)에 대한 내구성을 말한다. 부식은 일반적으로 강이 주로 산화 반응에 의해 화합물로 되어 소모되는 현상으로 물, 해수, 각종 산 등의 존재하에서 촉진된다. 내식성이 우수한 강으로 널리 실용화되어 있는 것은 스테인리스강으로 녹의 발생이 없으며 부식이 진행되기 어려운 양호한 내식성을 보유하고 있다. 또, 내식성을 향상시키는 방법으로서는 전기 화학적인 방식과 함께 표면 처리를 한 소위 도금강판도 널리 사용되고 있다.

갈바륨

갈바륨은 BIEC International Inc.의 둥록상표이며 세계적인 인가서 중의 하나이다. 일반적으로 55% 알루미늄- 아연도금강판기술로서 알려진 갈바륨강판 기술은 현재 전세계적으로 22개국가 31개 회사에서 BIEC사로부터 갈바륨 도금 기술을 인가 받아서 생산중에 있다. 갈바륨 기술은 `72년 상업화 된 이래 전세계적으로 2,400만톤이 생산되어 왔으며 현재는 연간 생산량이 약 300만톤에 이르고 있는 것으로 알려졌다. 갈바륨은 내식성 및 내열성이 우수하여 지붕, 벽체, 울타리 등 건축분야, 농원용 파이프, 축사 등 농업분야, 머풀러, 연료 탱크, 배기파이프 등 자동차 분야, 온수기, 열교환기 등 산업용기 및 전기전자 분야 등에 폭 넓게 사용되고 있으나 갈바륨 생산량의 30~35%는 지붕재나 패널과 같은 건축구조산업에 사용되고 있다. 갈바륨 강판은 특유의 매끄로움과 평탄함, 미세한 스팽글과 함께 흰 금속성의 외관을 가진다. 도금조성은 중량비율로 55%의 알루미늄과 43.3%의 아연 1.6%의 실리콘으로 되어 있으며, 연속 아연도금강판 또는 알루미늄도금강판의 도금과정과 비슷한 용융도금과정에 의해 만들어진다. 갈바륨 강판은 장기 내구성이 우수하며, 아연도금강판에 비해 수명이 길며, 315℃에서 장시간 표면 변색이나 산화없이 그대로 사용이 가능함으로 토스터 ,오픈, 드라이어 등 고온 온도에서 사용이 가능하다. 또한 알루미늄 강판과 유사한 열반사성을 가지고 있으며, 아연도금강판과 거의 동등한 가공성과 도장성을 가지고 있다.

가열로

소재인 슬래브, 빌릿 등을 COG(coke oven gas) 또는 oil 천연가스 등의 열원으로 압연에 필요한 온도까지 가열하는 설비. 강재 제조를 위한 가열로에는 크게 나누어 연속식 가열로와 배치형 가열로가 있으며 기계 설비를 단 것으로 워킹빔식 등이 있다. 이들 가열로에는 중유나 고로 가스, 그리고 코크스로 가스의 혼합 가스 등이 연료로 사용되고 있다. 가열 온도는 재료의 재질에 따라 다르지만 일반적으로는 1,100~1,300 사이이다.

가변노즐식 에어나이프

에어나이프 설비는 아연도금강판의 제조과정에서 강판에 부착되는 도금량을 제어하는 장치로 도금강판의 최종 품질을 좌우하는 핵심설비이다. 도금강판의 품질은 여러가지로 측정할 수 있으나 그중 도금층 두께의 균일성은 가장 중요한 항목중의 하나이다. 도금층 두께가 균일하지 않을 경우, 도금강판의 초대 목적인 내부식성이 저하됨은 물론이고, 제품의 미관, 생산성 등이 저하되며, 도금강판을 이용한 최종 제품의 용접성과 가공성이 떨어지게 된다. 이에 따라 도금부착량 편차의 감소는 아연도금기술의 초대 관심사라 해도 관언이 아니다. 그러나 이제까지의 기존 에어나이프 설비들은 대부분 1960년대 중반에 개발된 이후 2~30년간 기본원리와 구조에서 큰 변화없이 사용돼 왔던 설비들로 도금부착량 편차의 감소에는 기술적 한계에 도달해 있었다. 리스트(포항산업과학기술원)가 개발한 에어나이프 설비는 '공기제트분사노즐 간극의 온라인 원격자동제어'라는 새로운 개념을 세계 최초로 구현한 것으로 도금 부착량 편차 제어기술의 새로운 기준을 제시한 일대 혁신설비이다.

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