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이중보온관

이중 보온관은 열효율을 극대화하기 위해 개발된 것으로 우리 생활을 더욱 풍요롭게 하고, 환경보존에도 기여하고 있다. 이중 보온관은 큰 관과 작은 관 사이에 단열재(폴리우레탄 폼)를 넣어 보온·보냉효과를 얻을 수 있도록 한 강관으로 보통 120℃의 뜨거운 물이 통과할 수 있을 정도의 재질을 사용했고, 두께도 일반 강관보다 얇다. 난방용으로 이중 보온관이 개발되기 전에는 일반 강관에 석면, 암면을 돌돌 말아 사용했다고 한다. 이중 보온관은 현재 지역난방 배관, 공단 공동에너지 배관, 열병합 발전배관, 스팀 및 온수배관, 자체 가열용 화학물질 배송배관, 동파방지용 배관 등에 사용되며 그중 지역난방에 가장 많이 사용되고 있다. 지역난방은 19세기 초 북유럽에서 처음 시작된 이후 전 세계로 빠른 속도로 확산되고 있으며, 국내의 경우 현재 계획 중인 곳을 포함해 분당, 목동 등 전국 18여 곳에 지역난방을 가동하고 있어 보급률이 7.8% 정도다. 이는 아이슬란드 85%, 러시아 70% 보다는 보급률이 미흡하지만 향후 우리나라도 58%의 에너지 절약효과와 49%의 공해감소 효과를 가져오는 지역난방이 늘어날 것으로 예상된다. 우리 나라는 현재 총길이 2500여 ㎞(지역난방공사 기준) 정도의 지역난방이 설치돼 있고 그 곳에는 직영1~2.5m의 이중 보온관이 사용되고 있다. 지역난방의 열수송관은 공급관 및 회수관으로 돼 있고, 공급관은 75~115℃, 회수관은 40~65℃에 견딜 수 있도록 제작돼 있다. 또한 내부 또는 외부에서 물이 새는 것을 감지할 수 있는 열배관 감지선이 설치돼 안정적으로 운영되고 있다.

웨이브

강판에 발생하는 결함으로 판의 귀부분의 평탄성이 불량해서 물결 모양을 띠는 것을 말한다. 이는 판의 테두리가 중심보다 많이 압연되어 길어졌기 때문에 생기는 것으로 열간 냉간압연, 조질 압연작업, 테두리 절단, 또는 도금작업 조건의 불량 등으로 인해 발생한다.

용접봉용 선재

용접용 선재는 조선, 자동차, 교량, 압력용기, 원자력 발전소 등 강구조물을 접합할 때 쓰이는 소재로 용접방법에 따라 크게 수동용접용, 반자동용접용, 자동용접용 선재로 구분된다. 수동용접봉(JS-SWRY11)은 절단한 심선에 피복제(flux)를 도포해 만든 것으로, 전류로 아크(Arc)를 발생시켜 모재와 부재를 접합시키며, 모재의 재질과 사용처에 따라 피복제의 조성이 달라진다. 반자동용접봉(POSWELD2B/2J)은 용접부위를 탄산가스나 아르곤 가스를 사용해 대기를 차단시키고, 스풀(Spool)에 감긴 구리(Cu)도금 와이어를 연속적으로 공급해 아크용접하는 방법으로, 용접부의 기계적 성질이 우수하고 용접 능률이 높아 자동차, 조선, 건축, 교량, 컨테이너 제작시의 로봇용접에 주로 사용된다. 특히 직경 5.5mm 선재를 직경 0.8~1.2㎜로 직접 신선해 최종제품을 만들기 때문에 소재의 감면율, 인장강도 편차, 경조직 ,성분 등을 잘 관리해야 한다. 자동용접봉(POSWELD41)은 용접부위에 입상의 피복제를 뿌려, 피복제 속으로 용접 와이어를 공급함으로써 아크가 보이지 않게 하는 자동 연속용접에 쓰이는데, 용입이 깊고 용접속도가 빨라 후판 용접에 많이 사용된다. 이 용접법은 최근 용접작업이 기계화되고 자동화(고능률화)됨에 따라 매우 빠른 속도로 보급되고 있다.

용접강관

용접강관은 강관을 둥글게 말아서 접합부를 용접하여 생산하며, 연속제관 및 자동용접장치 등에 의해 생산성이 매우 높고 제조방법도 값싸서 제조비용이 무계목 강관 보다 상대적으로 저렴하다. 따라서 대량생산이 가능하여 수도용 배관 및 일반 배관에 많이 사용한다. 그러나 용접강관은 단면 외경에 비해 두께가 일정 이상이면 제관 및 용접이 곤란하여 생산이 불가능하며, 강관 단면에 용접한 부분이 있어 물리적인 강도 및 금속조직상 취약하여 용도에 제약이 따른다.

용융아연도금

가공성、 도장성、 용접성이 뛰어나고 외관이 미려해 자동차, 가전, 건축 등 많은 용도에 사용되고 있는 아연도금강판은 대기중에서 극히 얇은 산화막을 형성, 강판 표면을 보호하며 녹 발생을 방지하는 우수한 내식성을 나타낸다. 용융아연 도금공정을 간략히 살펴보면 △냉간압연강판의 표면을 알칼리성 용액으로 세정하는 전처리 탈지공정 △강판의 강도와 가공성을 확보하기 위해 가열하는 열처리공정 △아연을 도금하는 도금공정 △형상을 개선하고 표면조도를 부여하는 조질압연공정 △보다 나은 내식성을 확보하기 위한 후처리공정 등으로 이루어져 있다. 도금처리공정에서는 열처리한 강판을 460℃의 용융아연이 담긴 아연포트에 통과시킨다. 표면에 도금된 아연의 양은 에어 나이프 설비에서 분사하는 고압의 공기에 의해 제어된다. 도금강판을 냉각하는 과정에서 표면에 도금된 아연은 특유의 결정립을 형성하는데 이를 스팽글(Spangle)이라 한다。 강판표면에 형성되는 스팽글로 제품의 종류를 구분해 보면 아연 특유의 결정모양과 광택을 갖는 레귤러(Regular) 스팽글, 응고시 결정성장을 억제하는 공정을 거쳐 스팽글을 작게 만든 미니(Minimized) 스팽글, 스팽글이 전혀 없도록 한 제로(Zero) 스팽글 등의 제품으로 나눈다. 특히 제로 스팽글 제품은 도장후 강판표면이 미려하기 때문에 도장용으로 각광을 받는다. 아연도금을 한 뒤 550℃로 재가열하면 강판의 철성분이 녹아 아연층에 확산돼 아연-철 합금도금이 형성되는데、 갈바닐드(Galvannealed)라 불리는 이 합금도금강판은 일반 용융아연도금 강판에 비해 용접성과 도장성, 내식성 등이 뛰어나기 때문에 자동차용 재료로 널리 쓰인다.

와이어로프

와이어로프는 최근 각종산업에 필수적으로 사용되는 철강소재로 토목 및 건설에서 각종 운송, 운반장비에 이르기까지 그 활용범위가 방대하다. 와이어로프는 경강선재를 열처리한후 신선 등 냉간가공하여 만든 경강선과 경강선에 아연을 도금한 아연도경강선을 소선으로 하여 1층 또는 여러 층을 꼬아서 스트랜드를 만들고, 이 스트랜드 6개를 다시 심(코어)을 중심으로 꼬아서 만든 것을 말한다. 와이어로프는 꼬임방향에 따라 오른꼬임한 것을 Z꼬임, 왼꼬임한 것을 S꼬임이라고 한다. 또 로프의 꼬임방향과 스트랜드의 꼬임 방향이 반대인 것을 보통꼬임, 로프와 스트랜드의 꼬임방향이 같은 것을 랭꼬임이라고 하는데 일반 와이어로프는 대부분이 Z꼬임이다. 와이어로프를 구성하는 스트랜드수는 6개가 표준이나 3개, 4개, 8개 또는 그이상인 것도 있으며, 로프 중간에 있는 심(코어)강은 일반적으로 마봉강을 이용한다, 그러나 최근에는 와이어로프 자체를 심으로 한 로프심을 쓴 것이 널리 사용되고 있다. 와이어로프는 굵기가 1~120미리미터까지가 많이 사용되고, 80미리미터 이상인 것은 해양 구조물 등에 쓰이는 등 와이어로프가 가장 많이 쓰인 곳은 크레인 용이다. 우리나라에서 가장 긴 와이어로프는 1만미터 정도로 삼성중공업의 3,000톤급 바지선의 크레인용이며, 포스코에서도 용선 크레인용으로 550미터짜리 4개를 사용하고 있어 그길이는 2,200미터에 이른다. 한편 와이어로프를 이용하여 건설하는 현수교중 세계에서 가장 긴 것은 일본의 아카시 해협대교로 1,990mm에 이르고, 우리나라에는 300톤 정도의 와이어로프가 사용된 남해대교, 영종대교, 광안대교가 있다.

오스테나이트

탄소를 고용한 г철을 오스테나이트라고 하며 1,130℃에서 탄소를 최대한 2.0% 고용한다. 과냉 오스테나이트의 변태는 냉각속도에 따라 여러 종류의 조직을 만들며, 담금질시에는 필요 불가결한 조직이다. 오스테나이트는 탄소 함유량에 따라 물리적 기계적 성질을 달리한다. 예를 들면, 탄소량이 많은 오스테나이트일수록 경도는 커진다. 또 오스테나이트는 비자성체(non-magnetic)로 전기 저항은 크고 경도는 마르텐사이트보다도 작지만 인장강도와 비교해 연신률이 크다.

영구 자석식 권상기

현재 포항과 광양의 양제철소에는 약2백여기의 크레인을 사용하고 있는데 사용하는 권상기는 대부분이 전자석 방식으로 전기 에너지가 과다하게 들고, 정전이 발생하면 엄청난 작업상의 손실을 유발한다. 리스트(포항산업과학연구원) 전자기연구팀과 광양제철소 전기 설비연구팀은 유럽 선진국에서만 제조, 사용되는 영구자석식 권상기(Permanent Magnetic Liffer)의 국산화를 추진해 96년 6월 1일 1단계 개발을 완료했다. 현장시험 결과 새로운 영구 자석식 권상기는 자체하중 3백80kg 4폴의 소형이지만 흡착능력은 4.2톤에 달하는 것으로 나타났다. 일반 자석식 권상기는 전자석 권상기에 비해 효율이 떨어져 최대 흡착 능력이 2.5배에 불과하다. 그러나 이번에 새로 개발한 영구자석식 권상기는 2종의 특수자석과 극저탄소강 폴을 사용한 독특한 자기회로로 구성돼 자체 하중의 10배 이상의 흡착능력과 높은 안정성을 갖고 있다.

열처리

열처리란 필요한 성질을 부여하기 위한 고체에서의 가열과 냉각 조작을 뜻하며, 넓은 의미에서는 열간소성가공을 위한 가열도 포함되겠지만 일반적으로 조질을 목적으로 한 가열냉각을 말한다. 강의 열처리에는 담금질, 뜨임, 풀림, 불림이 있다. 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. 뜨임은 담금질한 강을 급랭하기 때문에 그 속에 변형이 생기고 취약하기 때문에 실용할수 없으므로 이것을 제거하기 위하여 하는 말한다. 뜨임은 담금질한 강을 다시 150~160℃로 가열한 다음 천천히 냉각시키는 작업이다. 또한 강은 단조, 압연, 주조 등의 가공을 하면 재질이 경화되고 내부응력이 생겨 조직이 변형되는데 이를 적당한 온도(600~850℃)까지 가열한 다음 서서히 냉각시키면 재질이 연하게 되고 원상태로 돌아오게 된다. 이러한 조작을 풀림이라 한다. 불림은 주조 또는 단조 등에 의하여 생긴 내부응력을 제거하여 기계적 성질, 물리적 성질을 표준화 하기 위한 것으로 800~950℃로 가열한 다음에 대기중에서 냉각시키는 작업을 말한다.

연속소둔

열간압연된 강판이 냉간압연 공정을 거치면 경도가 높고 가공성이 매우 낮은 강판으로 바뀌게 된다. 따라서 내부응력을 제거하고 재결정을 이룬 강으로 바꾸기 위해서는 강의 재결정 온도 이상으로 일정시간 동안 가열하는 과정이 필요하다. 이렇게 강을 재결정 온도 이상으로 가열, 강의 성질을 향상시키는 작업을 소둔이라 한다. 소둔공정을 거쳐 재결정 조직이 형성된 강판은 경도, 항복점, 인장강도 등이 낮아지는 반면 가공성은 향상된다。 소둔설비는 청정(electrolytic)설비, 연속소둔(continuous annealing)설비, 조질압연(skinpass 또는 temper rolling)설비 등으로 구성돼 있다. 청정설비는 냉간압연된 스트립 표면에 부착돼 있는 압연유, 철분, 분진 등 오염물질을 제거하는 설비이며, 연속소둔설비는 코일을 풀면서 연속적으로 단시간에 소둔하는 설비를 말한다. 간압연으로 섬유상 조직으로 변형된 강판은 소둔공정에 의해 새로운 결정조직을 갖게 되지만, 이러한 소둔강판은 가공에는 적합하지 않다. 또 이러한 강판을 그대로 드로잉(drawing)가공을 할 경우 판 표면에 스트레처 스트레인(stretcher strain) 또는 루더스 밴드(luders band)라는 불규칙한 선이 나타나 외관이 손상된다. 다시말해 소둔을 거친 강판은 그대로 쓸 수 없으며、 재질을 개선하고 형상을 교정하는 가벼운 냉간가공을 거쳐야 한다. 이 작업을 조질압연이라 한다.

아크용접법

용접법 중에서 가열 용접에 아크열을 사용하는 용접법. 이 중 소모법은 전극이 연속적으로 녹아 용착 금속이 되는 방식으로 비소모식은 탄소나 텅스텐 등의 소모되지 않는 전극을 이용하고 필요한 용착 금속에는 일반적으로 용가재를 이용하는 방식이다. 또, 보호 아크는 대기중의 산소나 질소 등으로부터 아크나 용융 금속을 보호하기 위해 플럭스나 혹은 가스를 사용하는 방법. 전호용접법이라고도 한다.

아연도금강판

아연도금강판은 열연강판 또는 냉연강판의 표면에 아연을 도금한 강판을 총칭하는 것으로 가전제품, 자동차, 철제 가구, 건축재 등에 많이 쓰인다. 아연도금강판은 제조 방법에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다. 냉연강판에 아연을 용융도금한 것을 용융아연도금강판이라고 하는데 내식성이 우수해 자동차의 머플러 부분과 연통, 데크 플레이트(건축현장에서 작업을 안전하게 하기 위해 만든 받침대) 등 각종 구조물의 부재 등에 쓰인다. 전기아연도금강판은 냉연강판에 전기를 작용해 아연을 도금한 것으로 표면이 평평하고, 색칠한 후 마무리와 내식성이 우수하며, 가공성이 뛰어나 컴퓨터와 비디오 케이스 등 가전제품 소재로 많이 쓰인다. 또한 아연도금강판에 내식성을 높이고 미관을 살리기 위하여 적색, 청색, 녹색, 은색 등 다양한 색채의 도료를 채색한 것을 착색아연도금강판이라고 하며, 이 강판은 건축 내외장재 등에 주로 쓰인다. 한편 열연강판을 산세(금속표면에 생성되어 있는 산화 피막을 산으로 용해해 제거하는 것)처리 후 냉간 압연공정을 거치지 않고, 용융아연도금한 강판을 열연아연도금강판(HGI)이라고 하는데 이 강판은 농원용 파이프, 오배수관, 건자재, 가드레일 등을 만드는 데 사용한다. 최근 미래형 주택으로 각광 받고 있는 스틸하우스는 아연도금강판을 소재로 사용하고 있는 것 중의 하나다.

아연-니켈(Zn-Ni) 합금 전기도금 강판

차체 부식을 방지하기 위한 소재로 고내식 유기피복강판과 함께 가장 널리 쓰이는 제품으로 아연(Zn)-니켈(Ni) 합금 전기도금강판을 들 수 있다. 순수한 아연도금제품은 철보다 아연이 먼저 산화반응을 일으키는 희생 방식 작용을 함으로써 철의 부식을 억제, 내식성을 향상시킨다. 그러나 시간이 지날수록 산화아연(ZnO)이 쉽게 생성돼 철도 결국 녹슬기 시작한다. 이런 결점을 보완하기 위해 합금원소인 니켈을 첨가, 소지금속인 냉연강판에 아연과 니켈 합금을 20~30g/㎡ 정도 도금함으로써 산화아연의 생성을 억제시킨 아연-니켈 합금 전기도금강판은 기존 강판보다 월등히 우수한 내식성과 용접성、 도장성 등 품질특성을 자랑한다.

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