15. 철강 생산(2)

-제강공정 :　고로에서 생산된 용선(쇳물)에서 불순물을 제거하여 철의 강도를 높이는 공정으로 제강공정을 통해 용강이 생산된다. 고로에서 생산된 용선은 탄소 함량이 높고, 인, 황과 같은 불순물이 포함되어 있어 강도가 크게 떨어진다(부스러지는 현상 발생). 그러므로 용선에서 탄소 함량을 낮추고, 불순물을 제거하는 제강공정이 필수적이며, 제강공정은 용선예비처리, 전로제강, 2차 정련으로 구분할 수 있다. 첫째, 용선예비처리는 용선에 포함된 불순물인 인과 황 성분을 제거하는 공정이다. 둘째, 전로 제강공정은 전로에 용선을 부은 다음에 고압, 고순도의 산소를 주입하여 탄소를 연소 제거하고, 불순물을 제거하는 공정으로 철강의 기본적인 품질을 결정하는 중요한 공정이다. 세 번째 2차 정련은 최종 제품 내부 품질(성분과 재질 등)이 요구 조건에 충족할 수 있도록 최종적으로 제어하는 공정이다. 제강공정은 70~90%의 용선과 10~30%의 철 스크랩을 전로에 투입하고, 고압의 순산소를 주입하여 불순물인 탄소, 인, 황 등을 연소 제거한다. 토마스 전로는 내화벽돌로 내장된 세로로 긴 항아리 모양의 용기로 회전하면서 제강하는 설비이다. 반면에 전기로는 전열을 이용한 설비로서 두 종류가 있다. 첫 번째는 전기 양도체인 전극에 전류를 통하여 철 스크랩 사이에 발생하는 아크열에 의해 철 스크랩을 녹이는 반응로, 두 번째는 도가니 주위를 감은 코일에 전열을 통해 유도전류에 의한 저항열로 정련하는 유도로의 두 가지 방식이 있다. 전기로는 특히 철 스크랩을 용해하는 과정에서 전력 소모가 높은 단점이 있다. 전기로에서 용해된 쇳물은 순도를 높이기 위해 2차 정련과정을 거치게 된다. 소위 평로전기로에서 용해된 쇳물은 순도를 높이기 위해 2차 정련과정을 거치게 된다. 소위 평로(레들로)에 투입하여 화학 성분을 더욱 세밀하게 조절해주면서 불순물을 제거하여 고순도의 용강을 생산하게 된다.

-연주공정 : 액체상태의 철이 고체로 전화되는 공정으로 액체상태의 용강을 주형에 주입하고, 연속주조기를 통과하면서 물로 냉각 응고되어 연속적으로 슬래브, 빌릿, 블룸 등의 중간 소재를 제조하게 된다. 슬래브는 후강을 만들기 위한 반제품 강괴로 제철소의 분괴공장에서 만들어지며, 형상은 두께 50~400mm, 폭 220~1,000mm 장방형의 반제품으로 후판, 박판 등의 강판용 소재이다. 빌릿은 단면이 거의 정방형이며, 한 변의 길이가 130mm 이하의 강편 또는 단면이 원형인 강편, 단조, 압연 사출에 의해 열간 가공된 원형 또는 각형의 반제품으로 형가, 선재 등의 조강용 소재이다. 블룸은 강괴를 압연시켜 단조 조직을 파괴하여 4각 또는 원형 단면으로 만든 가늘고, 긴 강재로 제강공정에서 생성된 강괴를 분리 압연시킨 반제품으로 형강, 선재 등의 조강용 소재이다.

-압연공정 : 연속주조공정(연주공정)에서 생산된 슬래브, 빌릿, 블룸 등을 압연하기 위해 적정 온도인 1,100~1,300℃로 가열한 다음 회전하는 여러 개의 롤러 사이를 통과시켜 늘리거나 얇게 만드는 과정이다. 압연공정은 크게 열간 압연과 냉간 압연으로 구분하며, 열간 압연공정을 거치면 열연 강판이 생성된다. 열연 강판은 자동차, 건설, 조선, 파이프, 산업기계 등 산업 전반의 주요 소재로 사용된다. 열연 강판의 일부는 냉각 압연을 거쳐 가공되어 다양한 제품으로 생산된다.