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슬래브

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.

슬래그

슬래그는 철강을 제조하는 과정에서 발생하는 폐기물로서 선철을 제조하는 제선공정에서 생기는 고로 슬래그와 강을 제조하는 제강공정에서 생기는 제강슬래그가 있다. 고로 슬래그는 고로에서 선철을 제조할 때 부산물로 생성되는 것으로 철이외의 불순물을 제거하기 위하여 첨가한 석회석이 불순물과 반응하여 철위에 뜨는 광재이다. 따라서 슬래그는 다양한 불순물을 함유한 상태로 비중차를 이용하여 철과 분리되며, 배출된 슬래그는 고온이므로 인접한 냉각장에서 냉각시키게 된다. 통상 선철 1톤을 만들 때 고로 슬래그는 대략 0.33톤 정도가 생성된다. 제강 슬래그는 전로 및 전기로 등의 제강로에서 생성된 산화물인 탄소, 실리카, 인, 망간산화물들이 생석회와 결합하여 생성되는 것으로 각각 전로 슬래그와 전기로 슬래그라고 한다. 이들도 철보다 비중이 작으므로 철위에 뜨며 이 성질을 이용하여 제강로에서 배출시킨다. 보통 전기로 슬래그는 용강 1톤당 약 0.05~0.07톤 정도가 생성된다. 우리나라는 `80년대 이후 주택 및 사회간접자본 등 건축 토목공사가 늘어나면서 천연골재 수요는 급격히 늘어난 반면 자연훼손으로 인한 국민들의 관심증가, 하천 골재채취 및 석산개발 제한 등으로 천연골재 공급은 어려운 실정이다. 따라서 우리나라도 미국, 일본 등 선진국에서 오래전부터 사용한 것처럼 천연골재 대체용으로 철강슬래그를 재활용하여 자연을 보호하고, 자원을 효율적으로 활용하기에 이르렀다.

스프링강

인간에게 가장 편안한 공간과 가장 편안한 시간을 만들어가기 위한 침대. 우리는 '침대는 과학입니다'라는 카피를 자주 광고를 통해 듣는다. 또한 침대 광고에서는 볼링공을 침대 매트 위에 떨어뜨려 보기도 하고, 사람이 침대 매트 위에서 뛰어 보기도 한다. 이 광고는 소비자에게 자사의 침대 스프링이 우수하다는 이미지를 남기기 위해서이다. 이와 같이 스프링강을 사용하는 스프링은 침대, 자동차, 어린이들이 많이 타고 노는 스카이 콩콩, 심지어는 볼펜속에 까지 사용된다. 스프링강은 빌릿, 슬래브를 원재료로 열간에 성형하고 열처리를 하여 스프링의 성능을 부여한 것을 말하며, 탄소강으로서는 0.4~1.0%, 함금강으로서는 0.45~0.65%의 마그네슘강, 실리콘- 마그네슘강, 실리콘-크롬강, 크롬-바나듐강이 사용된다. 스프링의 수는 헤아릴수 없지만 보통 우리는 생활속에서 수천종의 스프링을 사용하고 있는 것으로 알려지고 있으며, 특히 자동차에만도 1,000여종 이상이 사용되고 있다고 한다. 스프링은 크게 열처리 방법에 따라 열간스프링과 냉간스프링으로 나뉘며, 열간 스프링은 다시 판스프링과 코일스프링으로 나눈다. 판스프링은 여러장의 편편한 판을 겹쳐 사용하여 스프링을 효과를 나게 하는 것으로 보통 트럭 등에 사용되며, 코일 스프링은 우리가 일상생활에서 일반적으로 사용하는 둥근 형태의 스프링이다. 냉간스프링은 냉간가공과 열처리하여 스프링 성능을 높여 만든 것으로 선(와이어)스프링과 박판스프링으로 구분되며, 이 스프링은 등은 자동차 및 전기전자용으로 많이 쓰인다.

스파이럴 강관

일반적으로 강관은 열연강판을 절단하여 조관기에 말아서 용접하여 만든다. 그러나 일반강관은 열연강판을 크기가 한정되어 있어 큰 사이즈의 강관을 만들어 내기 힘들다. 따라서 철강업계는 값싸고, 질좋은 대형강관을 만들이 위해 노력한 결과 스파이럴 강관을 생산하게 되었다. 스파이럴 강관은 열연강판을 소재로 이를 나선형으로 말아 테두리를 용접한 강관으로 상하수도관과 항만, 교량 등의 강관 말뚝, 지반이 약한 가스관, 숑유관 등의 보호용 등으로 많이 사용된다. 그러나 용접방식에 있어서 일반강관은 원재료를 녹여서 강관을 만드는데 비해, 스파이럴 강관은 용접봉(용접 와이어)를 녹여서 만든다는 차이가 있다. 스파이럴 강관의 장점은 같은 열연강판으로도 나선형으로 제작하기 때문에 나선 성형각도에 따라 다양한 크기의 강관을 생산할 수 있다. 보통 일반강관은 직경 75cm이하의 강관을 많이 생산, 사용하고 있는데 반해, 스파이럴 강관은 40cm~3m까지를 생산할 수 있다. 또한 스파이럴 강관은 가격면에서도 일반강관 보다 10% 이상 저렴하여, 공사비를 절감할 수 있다. 스파이럴 강관의 주요 수요처는 광역상수도를 종합적으로 건설하고, 관리하는 수자원공사와 항만 교량 등을 건설하는 건설사이다.

스틸캔

박물관에 가면 우리 조상들이 음식을 보관하는 데 썼던 다양한 토기를 볼 수 있다. 문명 발달에 따라 청동기, 도자기, 철기 등 다양한 용기가 등장하는데, 근대에 이르러 통조림캔이 발명되면서, 현재 스틸캔과 알루미늄캔이 주로 쓰이고 있다. 맥주캔, 청량음료캔, 분유통(캔), 페인트통(캔) 등 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 스틸캔은 어떤 철판으로 만들어지는 걸까? 스틸캔은 석도강판(tin plate)으로 만들며, 석도강판은 포스코에서 생산한 석도용 원판(black plate) 표면에 주석(tin)을 전기도금해 만든다. 스틸캔은 알루미늄, 플라스틱, 유리 등 다른 포장용기와 비교할 때 오랫동안 보관이 가능하다. 또한 냉장성이 뛰어나고 열전도율이 낮아 한번 차갑게 하면 오랫동안 차갑게 할 수 있으며, 운반할 때도 모양이 쉽게 변형되지 않는다. 우리 나라는 1년에 총 55억 개의 캔을 사용하고 있으며, 한 사람이 120개의 캔을 사용하고 있다. 물론 일본의 인당 500개, 미국의 900개보다는 훨씬 적지만 향후 캔 수요는 계속 증가하리라는 예측이다. 한편 스틸캔은 재활용률이 100%에 달하는 환경친화적인 소재다.

스틸 타이어 코드

철강은 자동차의 승객을 보호하기 위한 가장 값싸면서도 신뢰성 있는 재료이다. 더 자세히 자동차를 들여다 보면 전체가 고무로 되어 있을 것 같은 타이어 안에도 타이어 코드라는 고강도 강선이 들어가 있어 펑크가 나는 것을 방지해주고 있다는 것을 알수 있다. 스틸 타이어 코드는 직경 5.5mm의 최고급 선재를 직경 0.15mm~0.38mm의 얇은선으로 2~49 가닥으로 신선 가공한후 고무접착이 용이하도록 황동 도금한 것을 고속 연선한 제품을 말하며, 흔히 자동차용 타이어, 고압호수용 보강재, 콘베이어 벨트, 에스컬레이터 핸드레일에 많이 쓰인다. 타이어 코드는 자동차, 자전거용 타이어 고무속에 염직(발같은 성근 조직)의 코드를 넣은 것을 말하며, 영국에서는 코드 타이어 패브릭, 미국에서는 타이어 패브릭 또는 타이어 코드라고 일컫어지고 있다. 자동차 타이어용 보강재로는 원래 레이온, 나이론, 폴리에스트 등이 사용되어 왔으나 도로의 발달과 자동차 성능의 향상되어 강력한 타이어 보강재가 필요하게 되어 1845년 최초로 특허를 출원하였고, 실제로는 1936년 프랑스의 미쉐린 타이어가 철강으로 보강된 타이어를 생산 시도하여 1938년 Metallic이란 상품명으로 시장에 내놓은 것이 효시이다. 우리나라는 1970년대 후반부터 스틸 타이어 코드를 사용한 자동차 타이어가 사용되기 시작했으며, 현재에는 승용차의 99%, 상용차의 50~60% 스틸타이어 코드를 사용하고 있다. 보통 레디얼이란 표기된 타이어는 전부 스틸타이어 코드가 사용된 것이며, 승용차 1대당 보통 2.4kg(바퀴 1개당 600g)의 스틸 타이어 코드가 사용된다. 스틸 타이어 코드를 이용한 자동차 타이어는 선진국형 타이어로 승차감이 좋고, 수명이 오래가며, 장기 고속주행이 가능하며, 펑크가 작아져 현재 세계적으로 확산되고 되고 있으며, 향후에도 중국, 동남아 등 도로가 발달하지 못한 국가에서도 사용량이 점점 확산될 것으로 보인다. 스틸 타이어 코드는 금호, 한국 넥센타이어 등에서 자동차 타이어용으로 95%를 사용하고 있다.

스테인리스강

철강으로 만든 제품 중 일상에서 가장 많이 접하는 것이 스테인리스강이다. 스테인리스강은 녹 발생을 방지하기 위해 크롬 또는 크롬과 니켈을 첨가해 만든 합금강으로 건축물 내외장재, 주방용기, 의료기기, 자동차 부품 등에 많이 쓰인다. 표면이 반짝여 아름다운 스테인리스강은 내식성이 우수해 도장, 도색 등을 하지 않고도 스테인리스강 고유의 표면을 살릴 수 있어 다양한 용도에 사용된다. 스테인리스강이 철강의 보석으로 불리는 이유가 바로 여기에 있다. 스테인리스강은 1912년 영국 셰필드의 한 제강회사 사원으로 근무하는 브리얼리에 의해 우연히 발견됐다. 브리얼리는 어느 날 공장 구내를 거닐다가 공장 한구석에 쌓여 있는 쇳더미 속에서 무엇인가가 햇빛에 반사돼 계속 반짝거리는 것을 보게 됐다. 쇳조각을 주워 든 브리얼리는 그것이 얼마 전 철과 크롬 합금 실험을 하다가 버린 것임을 알게 됐고, 연구를 거듭한 끝에 녹슬지 않는 강철인 스테인리스강을 만들게 됐다. 우리는 흔히 스테인리스강은 녹이 안 슨다고 생각한다. 그러나 실제로는 스테인리스강도 가혹한 환경 속에서는 피막이 파괴돼 녹이 슨다. 그러나 스테인리스강은 일반 탄소강과는 달리 금속 내부로 들어오는 산소를 차단시키는 피막이 형성돼 있어 녹이 잘 슬지 않는 것은 사실이다. 아셈센터, 삼성의료원, 한국경제신문 사옥 건물 등은 스테인리스강을 많이 사용한 건물로 뽑힌다. 그 중 아셈센터에는 650여 톤 정도의 스테인리스강이 쓰였다. 벽면과 지붕재를 합해 약 2만 4000평 정도에 스테인리스를 사용한 것이다. 한편 세계적으로 스테인리스강을 가장 많이 사용한 빌딩은 말레이시아 무역센터인 KLCC빌딩이다. 이 빌딩에는 약 2300톤의 스테인리스강이 쓰였다.

스테인리스 동도금 강판

스테인리스 동도금 강판은 스테인리스 강판에 동도금을 한 것으로서 스테인리스강이 갖고 있는 우수한 강도와 함께 동 특유의 색상을 갖는 뛰어난 의장성으로 건축 지붕재 및 내외장재로 많이 사용되고 있다. 건자재로 쓰이는 스테인리스강판은 내구성과 시공성은 좋다. 동판은 파스텔톤의 산화 색상의 변화가 인상적이지만, 내구력이 약하고 시공성이 나쁜 단점이 있다. 이러한 점을 보완하여 스테인리스강판 위에 동도금을 한 스테인리스 동도금강판의 동판은 우아한 색조와 스테인리스강판의 내구성을 결합시킨 새로운 지붕 및 벽체 소재이다. 스테인리스강판은 표면에 매우 견고한 산화피막을 형성하기 때문에 직접 도금이 되지 않는다. 동도금을 하기 위해서는 강산성의 용액중 산화피막을 제거하면서 직접 도금이 가능한 니켈을 도포하는 스트라이크 공정이 필요하다. 따라서 스테인리스 동도금강판은 2층 도금구조를 가지게 된다. 스테인리스 동도금강판은 건축물이 실용성 뿐만 아니라 외형적 가치에 대한 인식이 높아지면서 건축물의 인상을 결정하는 지붕재 분야에서 다양한 형태의 디자인을 실현할 수 있어 향후 금속재 건축자재 시장에서 점차 이용이 확대될 것으로 기대된다. 또한 건축물의 고급화 경향이 확산되면서 모방할 수 없는 자연스러운 대체품으로, 기존의 제품들이 가지는 단점들을 보완함으로써 시장확대 효과까지 노릴 수 있을 것으로 보인다. 스테인리스 동도금강판은 얇은 두께에서도 우수한 외력을 지니므로 시공시 단위 면적당 무게가 가벼우며, 내식성도 강하다. 또한 소비자의 기호에 따라 광택과 무광택을 사용할 수 있으며, 시간의 경과에 따라 색상이 암갈색에서 연녹색으로 분위기가 고풍스러운 운치를 자아낸다.

쉬트바

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.

순철

우리는 탄소, 규소, 망간, 인 유황의 5원소 합계가 0.01% 이하이며. 99.9% 이상은 철로 구성된 것을 순철이라고 부른다. 순철은 질이 너무 약하여 그 용도가 한정되어 있어 기계구조용에는 거의 쓰이지 않고 전기용 재료나 철의 성질을 알아보는 실험용 등으로 쓰인다.

수세미용 스테인리스 선재

우리 일상생활과 밀접하게 관련된 상품의 하나인 국내 스테인리스 수세미 대부분은 포스코에서 생산한 스테인리스 선재로 가공된다. 스틸 울(Steel Wool) 또는 스크러버(Scrubber)라고도 불리는 스테인리스 수세미용 강재는 크롬 18%를 함유하는 페라이트계 스테인레스강의 대표강종 (STS430)으로 강자성을 지니며 내열성, 냉간가공정, 내식성, 신선성이 우수하고 가격이 저렴해 가정용, 공업용 수세미와 주방기구, 건축재, TV안테나 등 전기부품에 주로 쓰인다. 페라이트계 스테인리스강종은 열간강도가 오스트나이트계 강종의 절반 수준으로, 제조과정중 설비와의 마찰로 긁힘(Scratch) 등의 결함발생이 쉽다. 이러한 표면흠을 방지하기 위해서는 설비관리와 조업기술을 최적화해야 하며, 특히 최소 직경 0.12mm까지의 신선 가공성을 확보하려면 내부개재물의 집중적인 관리가 요구된다.

송유관

송유관은 유전, 정유소, 항만, 소비지역 사이를 파이프 라인으로 직접 연결해 천연가스, 고압 도시가스, 석유 및 석유제품을 수송하는 데 쓰이는 강관이다. 송유관의 재료는 열연코일 및 후판이다. 특히 송유관은 일반 강관 재료보다 고급 재료를 사용하며, 용접 후에 열처리를 하는 것이 특징이다. 송유관은 19세기 말 미국에서 원유수송을 위해 처음으로 건설됐으며, 석유제품 수송은 1930년대부터 시작됐다. 2차 세계대전 이후로는 석유수송의 가장 중요한 수단으로 널리 이용되고 있다. 현재 전 세계에서 운영되고 있는 송유관은 약 250만km(가스관 포함)이며, 이 중 약 70%가 미국에 있다. 송유관 중에는 사우디아라비아의 페트로라인처럼 관경(관의 지름)이 56인치로 하루 수송능력이 305만 배럴에 달하는 것도 있고, 길이가 4만 5000km(러시아)에 이르는 것도 있다. 우리 나라는 1970년 미군에 의해 포항 ~서울 간에 관경 6~12인치짜리 송유관이 건설된 이후 현재까지 총 1630km의 석유수송용 송유관이 매설돼 있다. 철강업계는 우수한 송유관을 개발해 석유 수송비용을 연간 770억 원 정도 절약토록 했으며, 전천후 수송으로 유류 수급의 안정화를 도모하는 데 크게 기여했다. 또 고속도로에 하루 7000여 대의 유조차 통행량을 감소시키며, 해양에서 일어나는 유조선의 석유 유출로 인한 환경오염을 막는다. 송유관은 보통 지하 2m 이상의 깊이에 묻고, 배관 파손 방지를 위해 경고테이프 및 보호철판을 설치한다.

소결

용광로는 자연상태의 산화철에서 산소성분을 분리시켜 순수한 철성분만을 생성해 내는 곳이다. 철광석은 용광로 상부로부터 투입되 서서히 아래로 떨어지며 함께 장입된 코크스에서 발생하는 일산화탄소와 반응, 환원되며 코크스의 열로 녹아 내린다. 이렇듯 기체상태의 일산화탄소와 고체상태의 철광석이 반응하는 과정에는 분철광석이 아니라 일정한 크기의 덩어리 상태가 요구된다. 소결은 분철광석을 덩어리 상태로 만드는 과정을 말한다. 반입된 최초의 철광석은 광종에 따라 저광조에 저장되고, 여기서 나온 원료는 제품에서 요구하는 강종에 따라 배합비가 결정돼 혼합된다. 원료의 배합은 소결조업과 품질 등에 매우 중요한 영향을 미치므로 저장조로부터 미리 설정된 비율대로 균일하게 연속적으로 점출해야 하며, 혼합기에서 충분히 혼합해야 한다. 배합원료에는 코크스, 반광, 부원료 등이 있으며 여기에 물을 투입해 덩어리로 만든다. 이렇듯 만들어진 원료는 소결기로 장입된다. 소결기는 주로 드와이트 로이드(Dwight Soyd) 소결기가 사용되는데 크게 나누어 직선형과 곡선형 두가지가 있다. 포스코에서 주로 사용하는 직선형 소결기를 예로 살펴보면 밑부분에 가늘고 긴 홈이 있는 팔레트에 원료인 조립광을 40mm 두께로 깔고 분광석을 장입한다. 점화로에서 철광석의 표면을 착화하면 팔레트 하부에서 공기를 빨아내며 따라서 소결은 노출된 상층 표면에서 공기가 흡입돼 하층부로 서서히 진행된다. 이렇게 만들어진 소결기는 다시 일정한 크기로 냉각과정을 거친 후 코크스와 함께 용광로에 장입된다.

세탁조용 스테인레스강

93년부터 전자동세탁기의 세탁조 소재로 쓰인 스테인레스강은 자원 재활용, 세탁용량 증가, 청결성 향상, 탈수능력 향상 등의 이점을 갖고 있어 매년 그 수요가 급격히 증가하고 있다. 95년 현재 세탁기에 적용되는 스테인레스강 비율은 60% 정도이며, 세탁기 1대에 사용되는 평균 사용량은 6.5kg이다. 세탁조 소재용 스테인리스강은 가공성, 내식성과 함께 미려한 표면품질 등의 특성을 갖추어야 하며, 일부 용접제품인 경우 용접성도 요구된다. 이와 같은 품질 특성과 경제성을 감안할 때, 적합한 강재는 안정화된 페라이트계 스테인리스강(STS430πL, STS430LX)을 들 수 있다. STS430πL강은 STS430강(16크롬-0.05탄소)의 품질특성을 향상시키기 위해 탄소와 질소의 함량을 낮추고(C, N≤0.025%), 구리, 니오브 등을 첨가한 것으로 가공성, 내식성, 내열성, 용접성 등이 우수한 범용 스테인리스강이다. STS430πL강을 제조하기 위해서는 저탄소?저질소 정련기술, 결함방지를 위한 열연기술, 광택성 향상을 위한 냉연기술, 재질확보를 위한 연속 소둔기술 등이 필수적이다. 포철은 95년 이미 이같은 기술을 확보했으며, 국내 가전사의 가공시험에 시제품이 합격함으로써 대량생산 기반을 구축했다.

선철

선철은 일반적으로 3.5~4.5%의 탄소를 함유하고 있으며, 용광로에서 철광석을 녹여 만든 것으로 단단하지만 강하여 부숴지기 쉽다. 선철은 용융점이 1,150~1,250℃으로 비교적 낮고, 용해하기 쉬운 성질로 인해 주물에도 사용하지만 강을 만드는 원료로도 사용된다.

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