철강산업 관련 용어 정리(연신율, 인장강도, 일관제철, 코크스, 연속주조법, LD전로)

철강산업 관련 용어 정리(연신율, 인장강도, 일관제철, 코크스, 연속주조법, LD전로)

철강산업 관련 용어 정리(연신율, 인장강도, 일관제철, 코크스, 연속주조법, LD전로)

연신율이란, 시험 재료에 양 쪽으로 잡아당기는 인장 하중을 걸었을 때, 끊어지지 않고 늘어나는 정도를 의미합니다. 최대로 늘어났을 때의 길이와, 하중을 걸기 전 원래의 길이를 비교해서 측정할 수 있는데요. 최대 길이와 원래 길이의 차이를 원래 길이로 나눈 값의 백분율을 연신율이라고 합니다. 예를 들어, 10센티미터의 재료를 잡아당겼을 때 최대길이가 12센티미터까지 늘어났다면, 늘어난 2센티미터를 원래 길이인 10센티미터로 나눕니다. 이 수치를 백분율로 나타내면, 연신율은 20%라고 할 수 있겠죠. (인장강도) 당기는 힘, 미는 힘, 비트는 힘 등 다양한 힘을 가했을 때 재료가 파단되기 직전까지 버티는 힘을 강도라고 합니다. 인장강도는 시험의 대상이 되는 물체가 잡아당기는 힘인 인장 하중에 견딜 수 있는 최대한의 저항력을 의미하는데요. 인장 강도는 인장 하중(㎏)을 재료의 면적(㎟)으로 나눈 값으로 나타냅니다.

일관제철

철강을 생산하는 과정은 크게 제선·제강·압연 공정으로 나뉩니다. 제선이란, 철광석이나 유연탄 등 철강의 원료가 되는 물질을 용광로에서 녹여 쇳물을 만드는 공정입니다. 제강은 제선공정이 끝난 액체상태의 쇳물에서 각종 불순물들을 제거하는 작업입니다. 압연은 불순물이 제거된 쇳물을 납작하고 긴 사각형 모양 강판인 슬래브 형태로 만든 뒤, 압력을 가해 가공하는 과정을 말하는데요. 앞에서 말한 제선·제강·압연 공정을 모두 통틀어서 일관제철이라 합니다. 이러한 일관제철 공정을 위한 설비를 모두 갖추고 있는 종합제철소를 일관제철소라고 부르기도 합니다.

코크스(Cokes)

분쇄한 석탄을 코크스로에 넣고 밀폐 상태로 1,000℃ 이상의 높을 열을 가하면, 성분 중 일부가 휘발하고 탄소를 주성분으로 하는 흑색의 고체 연료가 남는데요. 이것을 해탄 또는 코크스라고 부릅니다. 불을 붙이기는 어렵지만 발열성이 좋아 가정용 연료보다는 광공업이나 화학공업의 주원료로 사용합니다. 고로방식을 통해 철강을 생산하려면, 재료인 철광석에서 산소를 제거하는 환원 과정을 반드시 거쳐야 하는데요. 이 때 코크스의 탄소 성분이 환원제의 역할을 하기 때문에 철강산업 분야에서의 수요가 많습니다. 코크스를 생산하는 과정에서는 이산화탄소와 황산화물을 포함한 환경오염 물질들이 많이 배출되기 때문에, 석탄을 코크스로 만들지 않고도 철광석의 환원반응을 일으킬 수 있는 신제철법인 파이넥스 방식이 각광받고 있기도 합니다.

연속주조법(Continuous Casting)

연속주조법이란, 녹인 금속을 일정한 모양의 고체 금속으로 가공해내는 주조 방법의 일종입니다. 먼저, 금속을 녹인 쇳물을 주형이라고 부르는 틀에 직접 주입합니다. 그리고 물을 이용해 냉각시키면서 일정한 모양의 고체로 뽑아내는 방식인데요. 이 때 고체로 만들어진 금속을 잉곳이라고 부릅니다. 연속주조법이 사용되기 전에는 주형 속에 쇳물을 가득 담은 후 그 모양 그대로 응고되기를 기다려야 했습니다. 길이가 긴 잉곳을 얻으려면 여러 개의 잉곳을 다시 가공해야 했던 것이죠. 하지만 연속주조가 개발되면서, 연속적으로 긴 잉곳을 한 번에 가공해낼 수 있게 되었습니다. 밑이 뚫려 있고 높이가 낮은 주형 속에서 쇳물이 아래로 내려감에 따라 냉각수에 의해 굳어져 수십 미터에 이르는 잉곳도 생산할 수 있습니다. 또한, 응고 과정에서 생길 수 있는 쇳물 속의 가스나 찌꺼기들이 주형의 가장 윗부분으로 항상 떠오르기 때문에 제품의 품질도 향상되었습니다. 한 번에 대량생산을 할 수 있다는 장점이 있지만, 다양한 제품을 소량으로 생산하기는 어렵다는 단점이 있습니다.

LD전로(LD Converter)

전로의 위쪽에서 고순도의 산소를 초음속으로 주입하여, 선철로부터 불순물을 제거한 강을 생산해내는 설비입니다. 기존의 평로에서는 전로의 아랫부분을 통해 고압의 공기를 송풍하는 저취법을 사용해 왔는데, 이와 대비되는 개념으로 '상취법'이라고도 부릅니다. LD라는 명칭은 이 노를 개발한 오스트리아의 린츠(Linz)와 도나비츠(Donawitz), 두 제철소의 머리글자를 딴 것인데요. LD전로는 1953년 두 공장에서 공업화된 이후 전 세계적으로 빠르게 퍼져나갔습니다. 평로방식에 비해 설비 구축 비용이 저렴하고, 생산량이 월등하게 높으며, 가공된 강에 함유된 불순물도 적어서 양질의 강을 많이 생산해낼 수 있게 된 것이지요.